JP6874211B2 - Eccentricity measuring device and method - Google Patents
Eccentricity measuring device and method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6874211B2 JP6874211B2 JP2020506483A JP2020506483A JP6874211B2 JP 6874211 B2 JP6874211 B2 JP 6874211B2 JP 2020506483 A JP2020506483 A JP 2020506483A JP 2020506483 A JP2020506483 A JP 2020506483A JP 6874211 B2 JP6874211 B2 JP 6874211B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- lens
- measurement
- measurement light
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 37
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 348
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 286
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 79
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 30
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 29
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 12
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 29
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 21
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 21
- 230000006870 function Effects 0.000 description 20
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 8
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 5
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/02—Testing optical properties
- G01M11/0221—Testing optical properties by determining the optical axis or position of lenses
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
- G01B11/27—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
- G01B11/272—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes using photoelectric detection means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
- G01B9/0201—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using temporal phase variation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/0209—Low-coherence interferometers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/02—Testing optical properties
- G01M11/0228—Testing optical properties by measuring refractive power
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Description
本発明は偏芯測定装置及び方法に係り、特にレンズの被測定光学面の設計上の曲率中心位置に対する実際の曲率中心位置の偏芯量を測定する技術に関する。 The present invention relates to an eccentricity measuring device and a method, and particularly relates to a technique for measuring an eccentricity amount of an actual curvature center position with respect to a design curvature center position of an optical surface to be measured of a lens.
従来、この種の偏芯測定装置として、特許文献1〜3に記載のものが知られている。
Conventionally, as an eccentricity measuring device of this kind, those described in
特許文献1に記載の偏芯測定機は、レンズの測定対象となる被検レンズ面(被測定光学面)に垂直光束を入射させ、その反射光束を入射光束と逆向きに戻し、その光束がポジションセンサ上の結像位置の振れ量から偏芯測定を行う方法(以下、この方法を「オートコリメーション法」と呼ぶ)を使用し、特にレンズの第1面と第2面の曲率中心が同じ特殊なメニスカスレンズの偏芯測定を可能にするために、第1面の曲率中心から光軸方向にずれた位置に照射光を集光させ、第1面で反射する光束と第2面で反射する光束とが異なる光路を進むようにする。そして、第1面(被測定光学面)から反射して戻る光束は、ポジションセンサ上で点像となるように結像させ、第2面から反射して戻る光束は、ポジションセンサ上でボケ像となるように結像させ、これにより、どちらの面で反射した光束かを区別できるようにしている。
The eccentricity measuring machine described in
特許文献2に記載の干渉測定機は、干渉計光路中に置かれたレンズに光束を通して得られたi面(特定の被測定光学面)を含む光路の干渉縞と、計算で求めた偏芯に関するデータとからレンズのi面の偏芯を求めている。 The interferometer described in Patent Document 2 has interference fringes of an optical path including an i-plane (a specific optical surface to be measured) obtained by passing a light beam through a lens placed in the interferometer optical path, and an eccentricity obtained by calculation. The eccentricity of the i-plane of the lens is obtained from the data related to the above.
特許文献3に記載のレンズ形状測定装置は、可干渉光と低コヒーレンス光とを選択的に切り替えて出射する光源部を有し、可干渉光に切り替えた場合に、参照レンズにより可干渉光からなる測定光束を、被検レンズの被検面の曲率中心に集光して被検レンズの被検面に照射するとともに、被検レンズからの反射光束と参照レンズの光学面で反射する測定光束(参照光束)とを干渉させて干渉縞画像を取得する。そして、取得した干渉縞画像の本数と干渉縞画像の位相の変化とを画像処理によって求めることにより、測定光束の集光位置と被検面の面頂との位置関係、又は集光位置と被検面の曲率中心との位置関係と、測定光学系の測定光軸に対する被検面の偏芯量を求める。これにより、参照レンズを含む測定光学系の測定光軸と被検面との光軸合わせを行うための測定光学系の駆動量と、集光位置を被検面の面頂又は曲率中心と一致させるための測定光学系の駆動量とを求め、これらの駆動量により測定光学系を駆動し、被検レンズの被検面に対して測定光学系の位置合わせを行っている。特許文献3に記載のレンズ形状測定装置は、測定光学系と被検レンズの被検面との位置合わせが終了すると、可干渉光から低コヒーレンス光に切り替え、被検レンズの肉厚、面粗さ、面精度等のレンズ形状の測定を行う。 The lens shape measuring device described in Patent Document 3 has a light source unit that selectively switches between coherent light and low coherence light to emit light, and when the light is switched to coherent light, the coherent light is emitted from the coherent light by a reference lens. The measured light beam is focused on the center of curvature of the test surface of the test lens and irradiates the test surface of the test lens, and the reflected light beam from the test lens and the measured light beam reflected by the optical surface of the reference lens. An interference fringe image is acquired by interfering with (reference light beam). Then, by obtaining the number of acquired interference fringe images and the change in the phase of the interference fringe images by image processing, the positional relationship between the condensing position of the measured light beam and the surface top of the test surface, or the condensing position and the subject. The positional relationship of the inspection surface with the center of curvature and the amount of eccentricity of the inspection surface with respect to the measurement optical axis of the measurement optical system are obtained. As a result, the driving amount of the measurement optical system for aligning the optical axis of the measurement optical system including the reference lens with the test surface and the condensing position coincide with the surface apex or the center of curvature of the test surface. The driving amount of the measuring optical system to be driven is obtained, and the measuring optical system is driven by these driving amounts to align the measuring optical system with respect to the test surface of the test lens. The lens shape measuring device described in Patent Document 3 switches from coherent light to low coherence light when the alignment between the measurement optical system and the test surface of the test lens is completed, and the wall thickness and surface roughness of the test lens are roughened. Now, measure the lens shape such as surface accuracy.
特許文献1に記載の偏芯測定機は、照射光の集光点を被測定光学面の曲率中心から光軸方向にずらすため、被測定光学面の偏芯量の測定に誤差が発生するという問題がある。
The eccentricity measuring machine described in
特許文献2に記載の干渉測定機は、レンズの被測定光学面の偏芯量が大きいと、干渉縞の密度が上がり、干渉縞の解析が困難になるという問題がある。 The interference measuring machine described in Patent Document 2 has a problem that if the amount of eccentricity of the optical surface to be measured of the lens is large, the density of the interference fringes increases and it becomes difficult to analyze the interference fringes.
また、特許文献3には、測定光学系の測定光軸に対する被検レンズの被検面の偏芯量を求める記載があるものの、被検レンズの被検面の設計上の曲率中心位置に対する実際の被検面の曲率中心位置の偏芯量を求める記載はない。尚、特許文献3に記載のレンズ形状測定装置は、干渉縞画像の本数と干渉縞画像の位相の変化とを画像処理によって求めながら、測定光学系の測定光軸と被検面との光軸合わせを行うための測定光学系の駆動量と、集光位置を被検面の面頂又は曲率中心と一致させるための測定光学系の駆動量とを求めており、被検レンズの被検面の設計上の曲率中心位置に対する実際の被検面の曲率中心位置を求めることで偏芯量を測定するものではない。 Further, although Patent Document 3 describes that the amount of eccentricity of the test surface of the test lens with respect to the measurement optical axis of the measurement optical system is obtained, the actual position of the center of curvature of the test surface of the test lens with respect to the design There is no description to determine the amount of eccentricity at the center of curvature of the surface to be inspected. The lens shape measuring device described in Patent Document 3 obtains the number of interference fringe images and the phase change of the interference fringe images by image processing, and obtains the optical axis between the measurement optical axis of the measurement optical system and the surface to be inspected. The driving amount of the measuring optical system for matching and the driving amount of the measuring optical system for matching the condensing position with the surface apex or the center of curvature of the test surface are obtained, and the test surface of the test lens is obtained. The amount of eccentricity is not measured by obtaining the actual position of the center of curvature of the test surface with respect to the position of the center of curvature in the design of.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、レンズの被測定光学面の設計上の曲率中心位置に対する実際の曲率中心位置の偏芯量を正確に測定することができる偏芯測定装置及び方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is an eccentricity measuring device capable of accurately measuring the amount of eccentricity of the actual curvature center position with respect to the design curvature center position of the optical surface to be measured of the lens. And to provide a method.
上記目的を達成するために一の態様に係る発明は、レンズの被測定光学面の偏芯量を測定する偏芯測定装置であって、測定光を出射する光源と、測定光を集光させる測定光学系であって、第1光学系と測定光の光路を屈曲させる屈曲部を有する測定光学系と、屈曲部を用いて測定光の光路の屈曲角度を変更し、測定光の集光位置を走査する走査制御部と、被測定光学面で反射された測定光である反射測定光の強度情報を検出する検出部と、被測定光学面の偏芯量を測定する測定部と、を備え、検出部は、走査制御部により屈曲角度が変更された場合に、複数の屈曲角度の各々における強度情報を検出し、測定部は、複数の屈曲角度の各々における強度情報及び屈曲部の屈曲角度情報に基づいて、被測定光学面の偏芯量を測定する。 The invention according to one aspect for achieving the above object is an eccentricity measuring device for measuring the amount of eccentricity of the optical surface to be measured of a lens, and a light source that emits measurement light and a light source that collects the measurement light. The measurement optical system, which is a measurement optical system having a bending portion that bends the optical path of the measurement light with the first optical system, and a bending angle of the optical path of the measurement light are changed by using the bending portion to collect the measurement light. A scanning control unit that scans the surface, a detection unit that detects intensity information of the reflected measurement light that is the measurement light reflected by the optical surface to be measured, and a measurement unit that measures the amount of eccentricity of the optical surface to be measured. , The detection unit detects the strength information at each of the plurality of bending angles when the bending angle is changed by the scanning control unit, and the measuring unit detects the strength information at each of the plurality of bending angles and the bending angle of the bending portion. Based on the information, the amount of eccentricity of the optical surface to be measured is measured.
本発明の一の態様によれば、測定光学系の屈曲部を用いて測定光の光路の屈曲角度を変更し、測定光の集光位置を走査する。測定光の集光位置の走査中に被測定光学面で反射された測定光である反射測定光の複数の屈曲角度の各々における強度情報を検出する。そして、複数の屈曲角度の各々における強度情報及び屈曲部の屈曲角度情報に基づいて被測定光学面の偏芯量を測定する。このように測定光の集光位置を走査するため、被測定光学面での戻り光を良好に捉えることができ、強度情報が大きくなるときの屈曲角度情報に基づいて被測定光学面の偏芯量を測定することができる。 According to one aspect of the present invention, the bending angle of the optical path of the measurement light is changed by using the bending portion of the measurement optical system, and the condensing position of the measurement light is scanned. Intensity information at each of a plurality of bending angles of the reflected measurement light, which is the measurement light reflected by the optical surface to be measured during scanning of the condensing position of the measurement light, is detected. Then, the amount of eccentricity of the optical surface to be measured is measured based on the strength information at each of the plurality of bending angles and the bending angle information of the bent portion. Since the focused position of the measurement light is scanned in this way, the return light on the optical surface to be measured can be captured well, and the eccentricity of the optical surface to be measured is based on the bending angle information when the intensity information becomes large. The amount can be measured.
本発明の他の態様に係る偏芯測定装置において、第1光学系の焦点距離は可変であって、第1光学系の焦点距離が変更することで、測定光の集光位置が変更される。これにより、レンズの被測定光学面の曲率中心位置が存在する面(走査面)に測定光の集光位置を一致させることができる。 In the eccentricity measuring device according to another aspect of the present invention, the focal length of the first optical system is variable, and the focal length of the first optical system is changed to change the focusing position of the measurement light. .. As a result, the condensing position of the measurement light can be made to match the surface (scanning surface) where the center of curvature of the optical surface to be measured of the lens exists.
本発明の更に他の態様に係る偏芯測定装置において、第1光学系は第1レンズを有し、第1レンズの焦点距離は、電気的な制御により第1レンズ自体の焦点距離が変化され、第1レンズの焦点距離が変更することで、測定光の集光位置が変更される。この第1レンズは、光軸方向に移動しないため、第1レンズにより集光位置を変更する場合に測定光の光軸のずれを最小限にすることができる。 In the eccentricity measuring device according to still another aspect of the present invention, the first optical system has a first lens, and the focal length of the first lens is changed by electrical control. By changing the focal length of the first lens, the focusing position of the measurement light is changed. Since this first lens does not move in the optical axis direction, it is possible to minimize the deviation of the optical axis of the measurement light when the focusing position is changed by the first lens.
本発明の更に他の態様に係る偏芯測定装置において、測定光学系は、第1光学系の屈折力の最大値、及び、第1光学系の屈折力の最小値を変更する第2光学系を有することが好ましい。 In the eccentricity measuring apparatus according to still another aspect of the present invention, the measuring optical system is a second optical system that changes the maximum value of the refractive power of the first optical system and the minimum value of the refractive power of the first optical system. It is preferable to have.
本発明の更に他の態様に係る偏芯測定装置において、光源から出射した測定光は、屈曲部を経由して第1光学系に入射することが好ましい。 In the eccentricity measuring device according to still another aspect of the present invention, it is preferable that the measurement light emitted from the light source enters the first optical system via the bent portion.
本発明の更に他の態様に係る偏芯測定装置において、光源から出射した測定光は、第1光学系を経由して屈曲部に入射することが好ましい。 In the eccentricity measuring device according to still another aspect of the present invention, it is preferable that the measurement light emitted from the light source is incident on the bent portion via the first optical system.
本発明の更に他の態様に係る偏芯測定装置において、測定光を平行光にするコリメータレンズを有し、光源から出射した測定光は、コリメータレンズを経由して第1光学系に入射することが好ましい。 In the eccentricity measuring device according to still another aspect of the present invention, the collimator lens that makes the measurement light parallel light is provided, and the measurement light emitted from the light source is incident on the first optical system via the collimator lens. Is preferable.
本発明の更に他の態様に係る偏芯測定装置において、測定光の光路と反射測定光の光路を分ける第1分波部を備え、検出部は、第1分波部を出射した反射測定光を検出することが好ましい。 The eccentricity measuring device according to still another aspect of the present invention includes a first demultiplexing unit that separates the optical path of the measurement light and the optical path of the reflection measurement light, and the detection unit is the reflection measurement light emitted from the first demultiplexing unit. Is preferable to detect.
本発明の更に他の態様に係る偏芯測定装置において、検出部は、反射測定光の光量を強度情報として検出するものであって、測定部は、反射測定光の光量が最大値をとる場合の屈曲角度情報を用いて被測定光学面の偏芯量を測定することが好ましい。反射測定光の光量が最大値となるときに測定光の集光位置が被測定光学面の実際の曲率中心位置になるからである。 In the eccentricity measuring device according to still another aspect of the present invention, the detection unit detects the light amount of the reflection measurement light as intensity information, and the measurement unit takes the maximum value of the light amount of the reflection measurement light. It is preferable to measure the amount of eccentricity of the optical surface to be measured by using the bending angle information of. This is because when the amount of reflected measurement light reaches the maximum value, the position where the measurement light is focused becomes the actual center position of curvature of the optical surface to be measured.
本発明の更に他の態様に係る偏芯測定装置において、測定光から参照光を分波する第2分波部と、反射測定光と参照光を合波する合波部と、を備え、光源は、低コヒーレンス光を測定光として出射する低コヒーレンス光源であって、検出部は、合波部で合波された合波光の光量を強度情報として検出することが好ましい。 In the eccentricity measuring device according to still another aspect of the present invention, a second demultiplexing portion that demultiplexes the reference light from the measurement light and a confluence portion that combines the reflection measurement light and the reference light are provided as a light source. Is a low coherence light source that emits low coherence light as measurement light, and the detection unit preferably detects the amount of the combined wave light combined at the combined wave portion as intensity information.
本発明の更に他の態様に係る偏芯測定装置において、測定光から参照光を分波する第2分波部と、反射測定光と参照光を合波する合波部と、を備え、光源は、低コヒーレンス光を測定光として出射する低コヒーレンス光源であって、検出部は、合波部で合波された合波光の光量の分布を強度情報として検出することが好ましい。 In the eccentricity measuring device according to still another aspect of the present invention, a second demultiplexing portion that demultiplexes the reference light from the measurement light and a confluence portion that combines the reflection measurement light and the reference light are provided as a light source. Is a low coherence light source that emits low coherence light as measurement light, and it is preferable that the detection unit detects the distribution of the amount of the combined wave light combined at the combined wave portion as intensity information.
本発明の更に他の態様に係る偏芯測定装置において、合波部により合波される前の反射測定光及び参照光のうちの一方の光路長を調整する光路長調整部を備えることが好ましい。 In the eccentricity measuring device according to still another aspect of the present invention, it is preferable to include an optical path length adjusting unit that adjusts the optical path length of one of the reflected measurement light and the reference light before being combined by the combining unit. ..
更に他の態様に係る発明は、レンズの被測定光学面の偏芯量を測定する偏芯測定装置であって、低コヒーレンス光を測定光として出射する低コヒーレンス光源と、低コヒーレンス光を測定光と参照光とに分波する分波部と、測定光の集光位置を変える第1光学系と走査部を有する測定光学系と、走査部を制御し、測定光の集光位置を変更する走査制御部と、被測定光学面で反射された測定光である反射測定光と参照光とを合波する合波部と、合波部により合波された合波光の強度情報を検出する検出部と、被測定光学面の偏芯量を測定する測定部と、を備え、検出部は、走査部により測定光の集光位置が変更された場合に、複数の測定光の集光位置の各々における強度情報を検出し、測定部は、複数の測定光の集光位置の各々における強度情報及び走査部による走査情報に基づいて、被測定光学面の偏芯量を測定する。 The invention according to still another aspect is an eccentricity measuring device for measuring the amount of eccentricity of the optical surface to be measured of a lens, which is a low coherence light source that emits low coherence light as measurement light and a low coherence light for measuring light. The demultiplexing unit that demultiplexes the light and the reference light, the measurement optical system that has a first optical system that changes the focusing position of the measurement light and the scanning unit, and the scanning unit are controlled to change the focusing position of the measurement light. Detection that detects the intensity information of the scanning control unit, the combined wave unit that combines the reflected measurement light and the reference light, which are the measurement light reflected by the optical surface to be measured, and the combined wave light combined by the combined wave unit. The detection unit includes a unit and a measurement unit that measures the amount of eccentricity of the optical surface to be measured, and the detection unit can be used to position a plurality of measurement light collection positions when the measurement light collection position is changed by the scanning unit. The intensity information in each is detected, and the measuring unit measures the amount of eccentricity of the optical surface to be measured based on the intensity information at each of the condensing positions of the plurality of measurement lights and the scanning information by the scanning unit.
本発明の更に他の態様によれば、低コヒーレンス光から分波された測定光及び参照光を使用し、被測定光学面で反射された反射測定光と参照光との合波光の強度情報を検出するようにしたため、被測定光学面と同じ曲率中心位置を有する光学面、又は被測定光学面との空気間隔が狭い光学面で反射する測定光と参照光とが干渉しないようにすることができ、これにより、被測定光学面で反射する測定光と参照光との合波光(干渉光)を良好に検出することができる。 According to still another aspect of the present invention, the intensity information of the combined light of the reflected measurement light reflected on the optical surface to be measured and the reference light is obtained by using the measurement light and the reference light demultiplexed from the low coherence light. Since it is detected, it is possible to prevent the reference light from interfering with the measurement light reflected on the optical surface having the same center of curvature position as the optical surface to be measured or the optical surface having a narrow air distance from the optical surface to be measured. This makes it possible to satisfactorily detect the combined light (interference light) between the measurement light and the reference light reflected by the optical surface to be measured.
本発明の更に他の態様に係る偏芯測定装置において、合波部により合波される前の反射測定光及び参照光のうちの一方の光路長を調整する光路長調整部を備えることが好ましい。これにより、低コヒーレンス光から分波された測定光及び参照光のうちの一方の光路長を、レンズの複数の光学面のうちの被測定光学面の位置に応じて調整することで、被測定光学面と同じ曲率中心位置を有する光学面、又は被測定光学面との空気間隔が狭い光学面で反射する測定光と参照光とが干渉しないようにすることができ、被測定光学面で反射する測定光と参照光との合波光を良好に検出することができる。 In the eccentricity measuring device according to still another aspect of the present invention, it is preferable to include an optical path length adjusting unit that adjusts the optical path length of one of the reflected measurement light and the reference light before being combined by the combining unit. .. As a result, the optical path length of one of the measurement light and the reference light demultiplexed from the low coherence light is adjusted according to the position of the optical surface to be measured among the plurality of optical surfaces of the lens, thereby being measured. The measurement light reflected on the optical surface having the same center of curvature position as the optical surface or the optical surface having a narrow air distance from the optical surface to be measured can be prevented from interfering with the reference light, and is reflected by the optical surface to be measured. It is possible to satisfactorily detect the combined light of the measurement light and the reference light.
本発明の更に他の態様に係る偏芯測定装置は、低コヒーレンス光を出射する低コヒーレンス光源と、低コヒーレンス光を測定光と参照光とに分波する分波部と、レンズの複数の光学面のうち、被測定光学面の設計上の曲率中心位置が存在する走査面上に測定光を集光させる対物レンズと、対物レンズにより測定光を集光させる位置を、走査面上で移動させる走査部とを有する測定光学系と、レンズの光学面で反射した測定光と参照光とを合波する合波部と、合波部により合波される前の測定光及び参照光のうちの一方の光路長を被測定光学面の位置に応じて調整する光路長調整部と、合波部により合波される前の測定光及び参照光のうちの一方を位相変調させる位相変調部と、合波部により合波された合波光を検出する検出部と、検出部から得られる検出出力と走査部による走査情報とに基づいて設計上の曲率中心位置に対する被測定光学面の曲率中心位置の偏芯量を測定する測定部と、を備える。 The eccentricity measuring device according to still another aspect of the present invention includes a low coherence light source that emits low coherence light, a demultiplexing portion that demultiplexes the low coherence light into measurement light and reference light, and a plurality of optics of the lens. Of the surfaces, the objective lens that collects the measurement light on the scanning surface where the design curvature center position of the optical surface to be measured exists, and the position where the measurement light is collected by the objective lens are moved on the scanning surface. Of the measurement optical system having a scanning unit, the combiner that combines the measurement light reflected by the optical surface of the lens and the reference light, and the measurement light and the reference light before being combined by the combiner. An optical path length adjusting unit that adjusts one of the optical path lengths according to the position of the optical surface to be measured, and a phase modulation unit that phase-modulates one of the measurement light and the reference light before being combined by the combining unit. The position of the center of curvature of the optical surface to be measured with respect to the design center of curvature based on the detection unit that detects the combined light combined by the combiner, the detection output obtained from the detection unit, and the scanning information by the scanning unit. It is provided with a measuring unit for measuring the amount of eccentricity.
本発明の更に他の態様によれば、レンズの複数の光学面のうち、被測定光学面の設計上の曲率中心位置が存在する走査面上に測定光を集光させるため、他の光学面で反射した測定光による影響を低減できる。また、測定光の集光位置を走査面上で移動させ、測定光の集光位置が被測定光学面の実際の曲率中心位置に移動すると、被測定光学面での戻り光を良好に捉えることができる。このときの走査情報に基づいて被測定光学面の偏芯量を測定することができる。更に、低コヒーレンス光から分波された測定光及び参照光を使用し、測定光及び参照光のうちの一方の光路長を、レンズの複数の光学面のうちの被測定光学面の位置に応じて調整するようにしたため、被測定光学面と同じ曲率中心位置を有する光学面、又は被測定光学面との空気間隔が狭い光学面で反射する測定光と参照光とが干渉しないようにすることができ、これにより、レンズの光学面で反射した測定光と参照光との合波光から被測定光学面で反射する測定光と参照光との合波光を検出することができる。 According to still another aspect of the present invention, among the plurality of optical surfaces of the lens, another optical surface is used to collect the measurement light on the scanning surface where the design curvature center position of the optical surface to be measured exists. It is possible to reduce the influence of the measurement light reflected by. Further, when the condensing position of the measurement light is moved on the scanning surface and the condensing position of the measurement light is moved to the actual center position of curvature of the optical surface to be measured, the return light on the optical surface to be measured is captured well. Can be done. The amount of eccentricity of the optical surface to be measured can be measured based on the scanning information at this time. Further, the measurement light and the reference light demultiplexed from the low coherence light are used, and the optical path length of one of the measurement light and the reference light is adjusted according to the position of the optical surface to be measured among the plurality of optical surfaces of the lens. Therefore, the measurement light reflected on the optical surface having the same center of curvature position as the optical surface to be measured or the optical surface having a narrow air distance from the optical surface to be measured should not interfere with the reference light. This makes it possible to detect the combined light of the measurement light reflected on the optical surface to be measured and the reference light from the combined light of the measurement light reflected on the optical surface of the lens and the reference light.
本発明の更に他の態様に係る偏芯測定方法は、低コヒーレンス光源から出射される低コヒーレンス光を測定光と参照光とに分波し、測定光と参照光とを使用して、レンズの複数の光学面のうち、被測定光学面の設計上の曲率中心位置に対する被測定光学面の曲率中心位置の偏芯量を測定する偏芯測定方法であって、合波部によりレンズの光学面で反射した測定光と参照光とを合波し、合波光を生成するステップと、合波部により合波される前の測定光及び参照光のうちの一方の光路長を、被測定光学面の位置に応じて光路長調整部により調整するステップと、合波部により合波される前の測定光及び参照光のうちの一方を位相変調部により位相変調させるステップと、対物レンズにより測定光を被測定光学面の設計上の曲率中心位置が存在する走査面上に集光させ、レンズの光学面に照射するステップであって、走査部により、測定光を集光させる位置を、走査面上で移動させながら測定光をレンズの光学面に照射するステップと、合波部により生成された合波光に対応する検出出力を検出部により取得するステップと、検出部により取得された検出出力と走査部による走査情報とに基づいて、設計上の曲率中心位置に対する被測定光学面の曲率中心位置の偏芯量を測定部が測定するステップと、を含む。 In the eccentricity measuring method according to still another aspect of the present invention, the low coherence light emitted from the low coherence light source is demultiplexed into the measurement light and the reference light, and the measurement light and the reference light are used to obtain the lens. This is an eccentricity measuring method for measuring the amount of eccentricity at the center of curvature of the optical surface to be measured with respect to the design center of curvature of the optical surface to be measured among a plurality of optical surfaces. The optical path length of one of the measurement light and the reference light before being combined by the combining portion is set as the step of generating the combined wave light by combining the measurement light and the reference light reflected by the optical surface to be measured. A step of adjusting by the optical path length adjusting unit according to the position of, a step of phase-modulating one of the measurement light and the reference light before being combined by the optics unit by the phase modulation unit, and the measurement light by the objective lens. Is a step of concentrating the light on the scanning surface where the design curvature center position of the optical surface to be measured exists and irradiating the optical surface of the lens. The step of irradiating the optical surface of the lens with the measurement light while moving it above, the step of acquiring the detection output corresponding to the combined wave light generated by the combined wave unit by the detection unit, and the detection output acquired by the detection unit. This includes a step in which the measuring unit measures the amount of eccentricity of the center of curvature position of the optical surface to be measured with respect to the design center position of curvature based on the scanning information by the scanning unit.
本発明によれば、レンズの被測定光学面の設計上の曲率中心位置に対する実際の曲率中心位置の偏芯量を正確に測定することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately measure the amount of eccentricity of the actual curvature center position with respect to the design curvature center position of the optical surface to be measured of the lens.
以下、添付図面に従って本発明に係る偏芯測定装置及び方法の好ましい実施形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the eccentricity measuring apparatus and method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<偏芯測定装置の第1の実施形態>
図1は本発明に係る偏芯測定装置の第1の実施形態の主要な構成部分を示す構成図である。<First Embodiment of Eccentricity Measuring Device>
FIG. 1 is a configuration diagram showing a main component of a first embodiment of the eccentricity measuring device according to the present invention.
図1に示す偏芯測定装置1は、組レンズ10の被測定光学面の設計上の曲率中心位置に対する実際の曲率中心位置の偏芯量を測定する装置であり、主として低コヒーレンス光源20と、干渉計30と、測定光学系40とを備えて構成されている。
The
組レンズ10は、複数枚のレンズが鏡筒12に組み込まれた組レンズとして構成されている。本例の組レンズ10は、対物側から3枚のレンズ14、16、18が順に配置されているが、組レンズ10の枚数は、本例の3枚に限らず、3枚を超えていてもよい。また、組レンズ10の被測定光学面となり得る光学面の数は、レンズの枚数の2倍になる。更に、測定対象となるレンズは、鏡筒に組み込まれた1枚のレンズでもよいし、鏡筒に組み込まれる前の1枚のレンズ単体であってもよい。
The
この組レンズ10は、偏芯測定装置1の測定位置に、図示しない治具により精度よく位置決め固定されているものとする。
It is assumed that the assembled
低コヒーレンス光源20は、低コヒーレンス性を有する低コヒーレンス光を発光するもので、例えば、スーパールミネッセントダイオード(SLD: Superluminescentdiode)、発光ダイオード(LED: Light emitting diode)等を適用することができる。
The low
干渉計30は、第1のカプラ31、第2のカプラ32、第1のサーキュレータ33、第2のサーキュレータ34、光路長調整部35、位相変調部36及びバランス検波器37から構成され、これらの各部は光ファイバにより連結されている。
The
第1のカプラ31は、低コヒーレンス光源20から出射された低コヒーレンス光Lが光ファイバを介して入射し、低コヒーレンス光Lを測定光ML1と参照光RL1とに分波する分波部(第2分波部)として機能する。第1のカプラ31により分波された測定光ML1及び参照光RL1は、それぞれ光ファイバを介して第1のサーキュレータ33及び第2のサーキュレータ34に導かれる。
In the
第1のサーキュレータ33は、測定光ML1を光ファイバFB1を介して測定光学系40に導き、測定光学系40からの測定光ML1の戻り光(被測定光学面で反射された測定光である反射測定光)である測定光ML2を第2のカプラ32に導く。
The
第2のサーキュレータ34は、光路長調整ファイバFB2を介して光路長調整部35に導き、光路長調整部35からの戻り光である参照光RL2を位相変調部36に導く。
The
光路長調整ファイバFB2は、例えば、円柱状のピエゾ素子に光ファイバが巻き付けられ、ピエゾ素子を径方向に拡大又は縮小させて光ファイバの光路長を変化させるものである。 In the optical path length adjusting fiber FB2, for example, an optical fiber is wound around a columnar piezo element, and the piezo element is expanded or contracted in the radial direction to change the optical path length of the optical fiber.
光路長調整部35も参照光RL1の光路長を調整するものであり、例えば、図2に示すように光路長調整ファイバFB2から出射される参照光RL1を平行光にするコリメータレンズ35aと、平行光にされた参照光RL1を反射させる光路長調整ミラー35bと、光路長調整ミラー35bを移動させるミラー駆動部35cにより構成することができる。光路長調整部35は、ミラー駆動部35cにより光路長調整ミラー35bの位置を調整することにより、参照光RL1の光路長を調整することができる。光路長調整部35は、参照光RL1の光路長の粗い調整に使用し、光路長調整ファイバFB2は、参照光RL1の光路長の微調整に使用することができる。
The optical path
尚、光路長調整部としては、光路長調整ファイバFB2、光路長調整部35を使用するものに限らず、公知の種々のものを適用することができる。
The optical path length adjusting unit is not limited to the one using the optical path length adjusting fiber FB2 and the optical path
また、光路長調整部35により参照光の光路長を調整する代わりに、例えば、組レンズ10の被測定光学面の位置に応じて移動ステージを移動させ、これにより組レンズ10の被測定光学面で反射して戻る測定光の光路長と参照光の光路長とを一致させるようにしてもよい。
Further, instead of adjusting the optical path length of the reference light by the optical path
位相変調部36は、光路長調整ファイバFB2及び光路長調整部35により光路長が調整された参照光RL2を第2のサーキュレータ34から入射し、入射した参照光RL2の位相を変調し、位相変調した参照光RL3を第2のカプラ32に導く。位相変調部36としては、EO変調器(EO: Electro-Optic)や、音響光学変調器(AOM: Acousto-Optic Mudulator)を使用することができる。また、光路長調整ファイバFB2が巻回された円柱状のピエゾ素子を周期的に径方向に伸縮させることで、参照光RL2の位相を変調させることができる。尚、本例の位相変調部36は、例えば、100MHzで動作しているものとする。
The
第2のカプラ32は、測定光ML2と参照光RL3とを同軸光路上で合波する合波部として機能し、位相の異なる合波光CL1,CL2を出力する。
The
検出部として機能するバランス検波器37は、入力する合波光CL1,CL2を光電変換し、光電変換した電気信号を差動検出し、差動検出された信号(干渉信号)に基づいて干渉信号の強度(振幅)に対応する強度情報である検出信号を出力する。
The
ここで、強度情報は、本実施形態の反射光と参照光の合波信号(干渉信号)の他、後述する反射光と参照光の合波信号の光量分布(強度分布)、及び反射光の光量(≒照度)を意味する。また、バランス検波器37の動作の詳細については後述する。
Here, the intensity information includes the combined wave signal (interference signal) of the reflected light and the reference light of the present embodiment, the light amount distribution (intensity distribution) of the combined wave signal of the reflected light and the reference light, which will be described later, and the reflected light. It means the amount of light (≈ illuminance). The details of the operation of the
検出部は、フォトダイオード等の光強度検出器の出力から、位相変調周波数と同じ周波数の信号を取得しても良い。 The detection unit may acquire a signal having the same frequency as the phase modulation frequency from the output of a light intensity detector such as a photodiode.
測定光学系40は、主としてコリメータレンズ42、走査ミラー44、及び対物レンズ(第1光学系)46を備えている。
The measurement
コリメータレンズ42は、光ファイバFB1の端部FB1aの端面から出射される測定光ML1を平行光にし、走査ミラー44に入射させる。
The
走査ミラー44は、図3に示す走査部50を構成する一部材であり、測定光ML1の光路を屈曲させる屈曲部として機能する。屈曲部は、光学ミラーである走査ミラー44の他、プリズム等を含む。
The
走査ミラー44は、入射する平行な測定光ML1を反射して対物レンズ46に入射させるとともに、走査制御部として機能するミラー制御部52により測定光ML1の光路の屈曲角度(走査角度)が制御されることにより、測定光ML1の対物レンズ46への入射角を変更させる。走査ミラー44は、例えば、電磁駆動式のMEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)ミラーを適用することができる。
The
対物レンズ46は、組レンズ10の複数の光学面のうち、被測定光学面の設計上の曲率中心位置が存在する走査面48上に測定光ML1を集光させるもので、被測定光学面の設計上の曲率中心位置に応じて対物レンズ46の光軸方向の位置が調整される。図1に示す例では、レンズ16の結像面側の光学面を被測定光学面として、対物レンズ46の位置(測定光ML1を集光させる走査面48)が設定されている。
The
尚、測定光学系40の光軸は、位置決めされた組レンズ10の基準軸(鏡筒12の中心軸であって、組レンズ10の設計上の光軸)と一致している。例えば、偏芯ゼロの基準レンズ(原器等)をステージにセットした場合に測定した偏芯の測定位置が、偏芯ゼロ位置となる走査ミラー44の走査角度をゼロ度とする。この場合、測定される偏芯量の定義は、組立基準軸に対する被測定光学面の曲率中心位置のベクトル量をいう。
The optical axis of the measurement
また、偏芯ゼロの基準レンズをステージにセットし、この基準レンズに対して測定した偏芯の測定位置に対応する走査ミラー44の屈曲角度情報を基準屈曲角度情報として図示しない記憶部に記憶させる。走査ミラー44の任意の屈曲角度情報から記憶部に記憶させた基準屈曲角度情報を減算した情報は、組立基準軸に対する被測定光学面の曲率中心位置の偏芯量に対応する情報となる。
Further, a reference lens having zero eccentricity is set on the stage, and the bending angle information of the
また、偏芯があるレンズを基準レンズ(原器等)に用いてもよく、この場合は、基準レンズを回転ステージにのせて、回転させたときの回転中心位置を偏芯ゼロ位置とすればよい。 Further, a lens having eccentricity may be used as a reference lens (prototype, etc.). In this case, if the reference lens is placed on a rotation stage and the rotation center position when rotated is set to the eccentricity zero position. Good.
走査ミラー44を傾動させることで、対物レンズ46により測定光ML1を集光させる位置を、走査面48上で移動させることができる。
By tilting the
対物レンズ46を介して組レンズ10に照射された測定光ML1は、組レンズ10の被測定光学面を含む各光学面で反射する。組レンズ10の被測定光学面を含む各光学面からの測定光ML1の反射光(戻り光)である測定光ML2は、再び対物レンズ46、走査ミラー44、及びコリメータレンズ42を介して光ファイバFB1の端部FB1aの端面に入射する。
The measurement light ML1 irradiated to the assembled
また、測定光学系40のコリメータレンズ42と光ファイバFB1の端部FB1aとの間には、戻り光である測定光ML2の一部を反射させ、残りを透過させるハーフミラー41と、ハーフミラー41で反射された測定光ML2の一部が入射するイメージセンサ43とが設けられている。
Further, between the
ここで、対物レンズ46により測定光ML1を集光させる位置が、組レンズ10の被測定光学面の曲率中心位置に応じて精度よく設定されている場合、各光学面からの戻り光である測定光ML2に含まれる、被測定光学面からの反射光は、イメージセンサ43上で点像として結像され、他の光学面からの反射光は、ぼけ像として結像される。
Here, when the position where the measurement light ML1 is focused by the
したがって、イメージセンサ43により取得される画像に基づいて対物レンズ46の位置の微調整が可能である。尚、被測定光学面と同じ曲率中心位置を有する光学面が組レンズ10に存在する場合、イメージセンサ43上では複数の点像が結像されることになる。
Therefore, the position of the
図3は、図1に示した偏芯測定装置1の制御部を含む要部ブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram of a main part including a control unit of the
図3に示すように偏芯測定装置1は、前述した光路長調整ファイバFB2を含む光路長調整部35、位相変調部36、及びバランス検波器37の他に、走査ミラー44を有する走査部50、測定部62を含む制御部60、メモリ64及び対物レンズ制御部70を備えている。
As shown in FIG. 3, the
走査部50は、走査ミラー44と、ミラー制御部52と、傾動角センサ54とを備えている。ミラー制御部52は、制御部60からの走査指令にしたがって走査ミラー44を傾動させ、これにより対物レンズ46により測定光ML1を集光させる位置を、走査面48上で移動させる。
The
傾動角センサ54は、走査ミラー44の中心(対物レンズ46の光軸上の位置)で直交する2軸のそれぞれ軸回り方向の角度を検出し、検出した角度に対応する光学的振れ角(走査角度)を示す走査角度信号を測定部62に出力する。尚、ミラー制御部52から走査ミラー44(走査ミラー44の駆動部)に出力される駆動信号と走査ミラー44の傾動角とが比例する場合、測定部62は、ミラー制御部52から出力される駆動信号に基づいて走査角度信号を取得することができ、この場合、傾動角センサ54は不要である。
The
制御部60は、CPU(Central Processing Unit)等から構成され、光路長調整部35、位相変調部36、走査部50、対物レンズ制御部70、及び表示器80を統括制御するとともに、制御部60に含まれる測定部62は、バランス検波器37から入力する検出信号と傾動角センサ54から入力する走査角度信号(走査情報)とに基づいて、被測定光学面の設計上の曲率中心位置に対する実際の被測定光学面の曲率中心位置の偏芯量を測定する。
The
メモリ64は、ROM(Read Only Memory)、フラッシュROM等を含む。ROM又はフラッシュROMには、制御部60が実行する偏芯測定プログラム、偏芯測定に必要な各種のパラメータ又はテーブル、例えば組レンズ10の光学面に関する情報(光学面の面数、面位置、曲率中心位置等の情報)、走査角度と偏芯量との関係を示すテーブル又は関係式等が記憶されている。
The
いま、図1に示したように、組レンズ10のレンズ16の結像面側の光学面を被測定光学面(以下、単に「面S2」という)の設計上の曲率中心位置に対する面S2の実際の曲率中心位置の偏芯量を測定する場合、制御部60は、面S2の面位置の情報に基づいて光路長調整部35を制御し、第1のカプラからの測定光ML1が、組レンズ10の面S2で反射して測定光ML2として第2のカプラ32に入射するまでの光路長と、第1のカプラからの参照光RL1が、光路長調整部35を経由して参照光RL2として第2のカプラ32に入射するまでの光路長とを一致させる。これにより、低コヒーレンス光の測定光ML2であって、面S2で反射する測定光ML2と参照光RL2とが光干渉できるようにする。
Now, as shown in FIG. 1, the optical surface of the
尚、低コヒーレンス光を使用するため、組レンズ10の面S2の面位置が、設計上の面位置に対して誤差がある場合でも、面S2で反射する測定光ML2と参照光RL2とは光干渉可能であるが、面S2以外の光学面で反射する測定光ML2と参照光RL2とは光干渉しない。したがって、低コヒーレンス光は、上記の条件を満足するコヒーレンス長を有するものが好ましい。
Since low coherence light is used, even if the surface position of the surface S2 of the
制御部60は、対物レンズ制御部70を通じて対物レンズ46の光軸方向の位置を制御し、面S2の設計上の曲率中心位置が存在する走査面48上に測定光ML1を集光させる。
The
また、制御部60は、例えば、100MHzで位相変調部36を動作させ、第2のカプラ32での合波光CL1、CL2のうちの干渉光が、変調周波数に対応して変調する干渉光になるようにする。
Further, the
続いて、制御部60は、ミラー制御部52を通じて走査ミラー44を傾動させ、対物レンズ46により測定光ML1を集光させる位置を、走査面48上で移動させる。測定部62は、走査ミラー44の傾動による走査動作中にバランス検波器37から出力される検出信号と傾動角センサ54から出力される走査角度信号とを取得し、これらの検出信号と走査角度信号とに基づいて、被測定光学面の設計上の曲率中心位置に対する実際の被測定光学面の曲率中心位置の偏芯量を測定する。
Subsequently, the
次に、バランス検波器37から出力される検出信号と傾動角センサ54から出力される走査角度信号とに基づいて、被測定光学面の設計上の曲率中心位置に対する実際の被測定光学面の曲率中心位置の偏芯量を測定する方法について説明する。
Next, based on the detection signal output from the
図4から図6は、それぞれバランス検波器37の作用を説明するために用いたグラフである。
4 to 6 are graphs used to explain the operation of the
いま、組レンズ10の面S2の走査面48上に曲率中心位置を有する他の光学面(以下、単に「面S1」という)があるものとする。即ち、組レンズ10は、設計上の曲率中心位置が同一である面S1,S2があるものとする。
Now, it is assumed that there is another optical surface (hereinafter, simply referred to as "plane S1") having a center of curvature position on the
この場合、第2のカプラ32から出力される合波光CL1又はCL2の信号強度は、図4に示すように走査ミラー44の走査角度に応じて変動する。尚、図4から図6では、説明を簡単にするために、走査ミラー44は、1軸の走査角度(θ)のみが変化する場合に関して示している。
In this case, the signal intensity of the combined wave light CL1 or CL2 output from the
図4は、走査角度がθ1のとき、測定光ML1が面S1の曲率中心位置に集光し、面S1からの反射光が光ファイバFB1の端部FB1aの端面に入射し、走査角度がθ2のとき、測定光ML1が面S2の曲率中心位置に集光し、面S2からの反射光が光ファイバFB1の端部FB1aの端面に入射する場合に関して示している。 In FIG. 4, when the scanning angle is θ1, the measurement light ML1 is focused on the center of curvature of the surface S1, the reflected light from the surface S1 is incident on the end surface of the end portion FB1a of the optical fiber FB1, and the scanning angle is θ2. At this time, the case where the measurement light ML1 is focused on the position of the center of curvature of the surface S2 and the reflected light from the surface S2 is incident on the end surface of the end portion FB1a of the optical fiber FB1 is shown.
この場合、走査角度θ1における合波光CL1又はCL2の信号強度は、面S1からの反射光が集光されて光ファイバFB1の端部FB1aの端面に入射するため、大きくなるが、面S1で反射する測定光ML2と参照光RL2とは光路長が異なる(低コヒーレンス光のコヒーレンス長を超えて異なる)ため、干渉しない合波光に対応する非干渉信号である。 In this case, the signal intensity of the combined light CL1 or CL2 at the scanning angle θ1 is increased because the reflected light from the surface S1 is collected and incident on the end surface of the end portion FB1a of the optical fiber FB1, but is reflected by the surface S1. Since the measurement light ML2 and the reference light RL2 have different optical path lengths (different beyond the coherence length of the low coherence light), they are non-interfering signals corresponding to the non-interfering combined light.
一方、走査角度θ2における合波光CL1又はCL2の信号強度は、面S2からの反射光が集光されて光ファイバFB1の端部FB1aの端面に入射するため、大きくなり、かつ面S2で反射する測定光ML2と参照光RL2とは光路長が同一になるように調整されているため、干渉する合波光に対応する干渉信号であり、また、参照光RL2が位相変調されているため、変調周波数に応じて振幅が変化する。 On the other hand, the signal intensity of the combined light CL1 or CL2 at the scanning angle θ2 is increased because the reflected light from the surface S2 is collected and incident on the end surface of the end portion FB1a of the optical fiber FB1, and is reflected by the surface S2. Since the measurement light ML2 and the reference light RL2 are adjusted so that the optical path lengths are the same, they are interference signals corresponding to the interfering combined light, and since the reference light RL2 is phase-modulated, the modulation frequency. The amplitude changes according to.
バランス検波器37は、合波光CL1,CL2をそれぞれ光電変換し、光電変換した電気信号を差動検出する。差動検出された信号は、図5に示すように非干渉信号(面S1からの反射光に対応する信号成分)等のノイズが除去された干渉信号のみとなる。この干渉信号は、位相変調により振幅が変化する。
The
バランス検波器37は、位相変調により振幅が変化する干渉信号を、位相変調部36の変調周波数(100MHz)と同じ周波数で同期検波し、干渉信号の強度(振幅)に対応する検出信号を出力する。図6に示す例では、走査角度θ2のときに検出信号が最大になる。
The
バランス検波器37から出力される検出信号が最大となる走査角度のときに、測定光ML1が面S2の実際の曲率中心位置に集光されることになることから、測定部62は、バランス検波器37から入力する検出信号が最大となる走査角度に基づいて面S2の実際の曲率中心位置を求め、面S2の設計上の曲率中心位置に対する実際の曲率中心位置の偏芯量を測定することができる。尚、走査ミラー44の走査角度と走査面48上の測定光ML1の集光位置とは一対一に対応するため、走査ミラー44の走査角度に基づいて走査面48上の測定光ML1の集光位置(被測定光学面の実際の曲率中心位置)を求めることができ、これにより被測定光学面の設計上の曲率中心位置に対する実際の曲率中心位置の偏芯量を測定することができる。
When the detection signal output from the
測定部62により測定された組レンズの被測定光学面の偏芯量は、例えば、組レンズの被測定光学面を示す面番号に関連付けて表示器80に表示し、あるいはメモリ64のフラッシュROM等に保存することができる。
The amount of eccentricity of the optical surface to be measured of the assembled lens measured by the measuring
また、組レンズ10の被測定光学面の偏芯量の測定により、鏡筒12に組み込まれたレンズの軸倒れ及び軸ずれを求めることができる。
Further, by measuring the amount of eccentricity of the optical surface to be measured of the assembled
いま、図7に示すように、レンズ16の光学面16a,16bの設計上の曲率中心位置をそれぞれO1,O2とし、測定された実際の光学面16a,16bの曲率中心位置をそれぞれP1,P2とすると、曲率中心位置O1,O2を通過する直線は、レンズ16が組み込まれた組レンズ10の基準軸Lo(設計上の光軸)であり、曲率中心位置P1,P2を通過する直線は、レンズ16の光軸Lpである。Now, as shown in FIG. 7, the design center positions of curvature of the optical surfaces 16a and 16b of the
この場合、基準軸Loと光軸Lpとのなす角度αは、レンズ16の軸倒れを示し、基準軸Loとレンズ16の中心位置とのずれ量δは、レンズ16の軸ずれを示す。
In this case, the angle α formed by the reference axis Lo and the optical axis Lp indicates the axial tilt of the
尚、図1に示した第1の実施形態の偏芯測定装置1は、光路長調整部35により参照光の光路長を調整するようにしたが、これに限らず、測定光の光路長を調整するようにしてもよい。同様に、位相変調部36により参照光の位相を変調するようにしたが、これに限らず、測定光の位相を変調するようにしてもよい。更に、合波光に含まれる位相変調された干渉信号の振幅情報を検出する検出器は、バランス検波器37に限らず、包絡線検波器、その他の公知の検出器を適用することができ、要は位相変調された干渉信号の強度を示す検出信号を出力するものであれば、如何なるものでもよい。
In the
<偏芯測定装置の第2の実施形態>
図8は、本発明に係る偏芯測定装置の第2の実施形態の主要な構成部分を示す構成図である。尚、図8において、図1に示した第1の実施形態の偏芯測定装置1と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。<Second Embodiment of Eccentricity Measuring Device>
FIG. 8 is a configuration diagram showing a main component of a second embodiment of the eccentricity measuring device according to the present invention. In FIG. 8, the same reference numerals are given to the parts common to the
図8に示す第2の実施形態の偏芯測定装置2は、主として干渉計100が、第1の実施形態の干渉計30と相違する。
In the eccentricity measuring device 2 of the second embodiment shown in FIG. 8, the
干渉計100は、主として第1のコリメータレンズ110と、ビームスプリッタ120と、反射ミラー130と、イメージセンサ140とから構成されている。
The
第1のコリメータレンズ110は、低コヒーレンス光源から出射される低コヒーレンス光を平行光にし、ビームスプリッタ120に入射させる。
The
ビームスプリッタ120は、入射する低コヒーレンス光を測定光と参照光とに分波する分波部として機能し、入射する低コヒーレンス光の一部を測定光として反射させて測定光学系40−2に入射させ、残りを参照光として透過させて反射ミラー130に入射させる。
The
また、ビームスプリッタ120は、測定光学系40−2からの戻り光である測定光と反射ミラー130からの反射光である参照光とを合波する合波部として機能し、測定光学系40−2からの測定光を透過させてイメージセンサ140に入射させるとともに、反射ミラー130からの参照光を反射させてイメージセンサ140に入射させる。
Further, the
反射ミラー130は、図示しないミラー駆動部によりミラー位置が調整される光路長調整ミラーとして機能する。反射ミラー130の位置を調整することにより、ビームスプリッタ120で合波される位置において、組レンズ10の被測定光学面で反射して戻ってくる測定光の光路長と、反射ミラー130で反射して戻ってくる参照光の光路長とを一致させることができる。
The
また、反射ミラー130は、ピエゾ素子等により高速で振動(例えば、100MHz)することで、参照光を位相変調させる位相変調部の一部として機能する。
Further, the
測定光学系40−2は、図1に示した測定光学系40と比較すると、集光レンズ45及び空間フィルタ47が追加されている点で相違する。
The measurement optical system 40-2 is different from the measurement
集光レンズ45は、ビームスプリッタ120により分波された平行光の測定光を集光させる。空間フィルタ47は、集光レンズ45により測定光が集光される位置(集光レンズ45の焦点位置)に設けられ、集光された測定光を通過させるピンホールを有している。集光レンズ45により集光された測定光は、コリメータレンズ42(第2のコリメータレンズ)により再び平行光にされる。
The condensing
干渉計100から入射する測定光は、空間フィルタ47のピンホールを通過し、組レンズ10の光学面で反射して戻ってくる測定光の戻り光は、その一部が空間フィルタ47のピンホールを通過して干渉計100に入射する。したがって、空間フィルタ47のピンホールは、図1に示した測定光学系40における光ファイバFB1の端部FB1aの端面に相当する。
The measurement light incident from the
検出部として機能するイメージセンサ140には、ビームスプリッタ120で合波された測定光と参照光との合波光が入射し、イメージセンサ140は、入射する合波光の強度に応じた検出信号を出力する。
The
図9は、走査ミラー44の走査角度に応じて変化するイメージセンサ140から出力される信号強度を示すグラフである。尚、図9では、説明を簡単にするために、走査ミラー44は、1軸の走査角度(θ)のみが変化する場合に関して示している。
FIG. 9 is a graph showing the signal strength output from the
ここで、光路長調整ミラーとして機能する反射ミラー130の位置は、組レンズ10のレンズ16の結像面側の光学面(面S2)に合わせてあり、かつ対物レンズ46は、面S2の設計上の曲率中心位置を有する走査面48上に測定光が集光するように調整されているものとする。また、組レンズ10の面S2の走査面48上に曲率中心位置を有する他の光学面(面S1)があるものとする。
Here, the position of the
図9に示すように、測定光が面S1の曲率中心位置に集光する走査角度θ1のとき、イメージセンサ140から得られる信号強度はピーク値を持ち、同様に測定光が面S2の曲率中心位置に集光する走査角度θ2のとき、イメージセンサ140から得られる信号強度はピーク値を持つ。
As shown in FIG. 9, when the scanning angle θ1 that the measurement light is focused on the curvature center position of the surface S1, the signal intensity obtained from the
走査角度θ1における合波光の信号強度は、面S1からの反射光が集光されて空間フィルタ47のピンホールを通過するため、大きくなるが、面S1で反射する測定光と参照光とは光路長が異なるため、走査角度θ1における合波光は、測定光と参照光とが干渉しない。即ち、走査角度θ1のときにイメージセンサ140により検出される信号は、非干渉信号である。
The signal intensity of the combined light at the scanning angle θ1 is large because the reflected light from the surface S1 is collected and passes through the pinhole of the
一方、走査角度θ2における合波光の信号強度は、面S2からの反射光が集光されて空間フィルタ47のピンホールを通過するため、大きくなり、かつ面S2で反射する測定光と参照光とは光路長が同一になるように調整されているため、走査角度θ2における合波光は、測定光と参照光とが干渉している。即ち、走査角度θ2のときにイメージセンサ140により検出される信号は、干渉信号である。また、参照光が位相変調されているため、変調周波数に応じて振幅が変化する干渉信号となる。
On the other hand, the signal intensity of the combined light at the scanning angle θ2 is increased because the reflected light from the surface S2 is collected and passes through the pinhole of the
したがって、第2の実施形態の組レンズの偏芯測定装置2は、イメージセンサ140から得られる信号が、変調周波数に応じて振幅が変化する干渉信号となり、かつ干渉信号の振幅が最大になるときの走査ミラー44の走査角度を検出することで、被測定光学面の設計上の曲率中心位置に対する実際の曲率中心位置の偏芯量を測定することができる。
Therefore, in the eccentricity measuring device 2 of the set lens of the second embodiment, when the signal obtained from the
尚、第2の実施形態では、イメージセンサ140を検出部の一部として使用しているが、フォトダイオード等の他の光電検出器を使用してもよく、この場合、集光レンズにより平行な合波光を、光電検出器の受光部に集光させることが好ましい。
In the second embodiment, the
<組レンズの偏芯測定装置の第3の実施形態>
本発明に係る組レンズの偏芯測定装置の第3の実施形態は、例えば、図8に示した組レンズの偏芯測定装置2の測定光学系40−2の集光レンズ45又はコリメータレンズ42に球面収差がある場合に適用できる。<Third Embodiment of the eccentricity measuring device of the assembled lens>
A third embodiment of the set lens eccentricity measuring device according to the present invention is, for example, a
第3の実施形態の組レンズの偏芯測定装置により組レンズ10のレンズ16の結像面側の光学面(面S2)の偏芯量を測定する場合、光路長調整ミラーとして機能する反射ミラー130の位置(Z)を、面S2に対応する位置(Z0)に合わせ、かつ面S2の設計上の曲率中心位置を有する走査面48上に測定光が集光するように対物レンズ46の位置を調整する。尚、第2の実施形態と同様に組レンズ10は、面S2の走査面48上に曲率中心位置を有する他の光学面(面S1)を有するものとする。
When the amount of eccentricity of the optical surface (plane S2) of the
撮像部として機能するイメージセンサ140は、ビームスプリッタ120により合波された合波光を撮像する。イメージセンサ140により撮像される合波光は、図10に示すように二次元強度分布を示す画像として撮像される。
The
図10に示すように、測定光が面S1の曲率中心位置に集光する走査角度θ1のとき、イメージセンサ140から得られる画像は、略一定の輝度を有する円形の画像として撮像される。走査角度θ1における合波光は、面S1で反射する測定光と参照光との光路長が異なり、測定光と参照光とが干渉していないからである。
As shown in FIG. 10, when the measurement light has a scanning angle θ1 focused on the center of curvature of the surface S1, the image obtained from the
この場合、反射ミラー130の位置Zを、面S2に対応する位置Z0から低コヒーレンス光の半波長(λ/2)だけ移動させても、イメージセンサ140から得られる画像は殆ど変化しない。低コヒーレンス光の半波長(λ/2)程度の移動では、非干渉の状態が変化しないからである。
In this case, even if the position Z of the
一方、測定光が面S2の曲率中心位置に集光する走査角度θ2のとき、イメージセンサ140から得られる画像は、図10に示すように干渉縞画像として撮像される。走査角度θ2における合波光は、面S2で反射する測定光と参照光との光路長が同一であるため、測定光と参照光とが干渉しているからである。また、測定光学系40−2を構成するレンズ(集光レンズ45又はコリメータレンズ42)の球面収差により合波光の二次元強度分布が生成され、干渉縞画像となっている。
On the other hand, when the scanning angle θ2 is such that the measurement light is focused on the position of the center of curvature of the surface S2, the image obtained from the
この場合、反射ミラー130の位置Zを、面S2に対応する位置Z0から低コヒーレンス光の半波長(λ/2)だけ移動させると、干渉縞画像の濃淡が反転する。
In this case, if the position Z of the
第3の実施形態の組レンズの偏芯測定装置は、イメージセンサ140から得られる合波光の二次元強度分布を示す画像を画像解析し、干渉縞画像が撮像され、かつ干渉縞画像のコントラスト(鮮明度)が最大になるときの走査ミラー44の走査角度を検出することで、被測定光学面の設計上の曲率中心位置に対する実際の曲率中心位置の偏芯量を測定することができる。
The eccentricity measuring device of the set lens of the third embodiment image-analyzes an image showing the two-dimensional intensity distribution of the combined wave light obtained from the
また、第3の実施形態の組レンズの偏芯測定装置は、合波光の二次元強度分布を示す画像を使用するため(位相変調に応じた干渉信号を使用しないため)、反射ミラー130を振動させて参照光を位相変調する位相変調部が不要である点で、第2の実施形態の組レンズの偏芯測定装置2と相違する。
Further, since the eccentricity measuring device of the set lens of the third embodiment uses an image showing the two-dimensional intensity distribution of the combined wave light (because the interference signal corresponding to the phase modulation is not used), the
尚、第3の実施形態の組レンズの偏芯測定装置は、測定光学系40−2を構成するレンズに球面収差がある場合に限らず、反射ミラー130の反射面にわずかな凹凸を設けることで、干渉縞が発生できるようにしてもよいし、組レンズ10の被測定光学面が非球面の場合には、その非球面により干渉縞を発生させることができる。
The eccentricity measuring device for the set lens of the third embodiment is not limited to the case where the lens constituting the measurement optical system 40-2 has spherical aberration, and the reflective surface of the
<偏芯測定装置の第4の実施形態>
図11は、本発明に係る組レンズの偏芯測定装置の第4の実施形態の主要な構成部分を示す構成図である。尚、図11において、図8に示した第2の実施形態の組レンズの偏芯測定装置2と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。<Fourth Embodiment of Eccentricity Measuring Device>
FIG. 11 is a configuration diagram showing a main component of a fourth embodiment of the eccentricity measuring device for a set lens according to the present invention. In FIG. 11, the same reference numerals are given to the parts common to the eccentricity measuring device 2 of the set lens of the second embodiment shown in FIG. 8, and detailed description thereof will be omitted.
図11に示す第4の実施形態の組レンズの偏芯測定装置4は、主として第2の実施形態の干渉計100の代わりに、光源22、測定光学系の一部を担うコリメータレンズ110、ビームスプリッタ(第1分波部)124、集光レンズ(第1の集光レンズ)126、及び検出部として機能するフォトディテクタ142が設けられている。
The eccentricity measuring device 4 for the set lens of the fourth embodiment shown in FIG. 11 mainly replaces the
光源22は、低コヒーレンス光を発光するLED、ランプ(ハロゲンランプ、キセノンランプ等)の他、コヒーレンス光であるレーザ光を発光するレーザ光源を含む。
光源22から出射された測定光は、第1のコリメータレンズ110により平行光にされ、ビームスプリッタ124に入射する。ビームスプリッタ124に入射した測定光の一部はここで反射し、測定光として測定光学系40−2の集光レンズ(第2の集光レンズ)45に導かれる。
The measurement light emitted from the
一方、組レンズ10の光学面で反射して戻ってくる測定光の戻り光(反射測定光)は、その一部が空間フィルタ47のピンホールを通過し、集光レンズ45を経由してビームスプリッタ124に入射する。ビームスプリッタ124に入射した戻り光の一部はここを透過し、集光レンズ126に導かれる。
On the other hand, a part of the return light (reflection measurement light) of the measurement light reflected and returned by the optical surface of the
集光レンズ126は、組レンズ10の光学面で反射した測定光の戻り光を集光し、フォトディテクタ142に入射させる。
The
フォトディテクタ142は、フォトダイオードなどの光電変換素子から構成され、集光レンズ126を介して入射する戻り光(検出光量)に対応する電気信号を出力する。
The
図12は、図11に示した組レンズの偏芯測定装置4の制御部を含む要部ブロック図である。尚、図12において、図3に示した第1実施形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。 FIG. 12 is a block diagram of a main part including a control unit of the eccentricity measuring device 4 of the set lens shown in FIG. In FIG. 12, the same reference numerals are given to the parts common to the first embodiment shown in FIG. 3, and detailed description thereof will be omitted.
図12において、ミラー制御部52は、制御部60−2からの走査指令にしたがって走査ミラー44を傾動させ、これにより対物レンズ46により測定光ML1を集光させる集光位置を、走査面48上で移動させる。
In FIG. 12, the
制御部60−2に含まれる測定部62−2には、フォトディテクタ142から測定光の検出光量に対応する検出出力と、傾動角センサ54から走査ミラー44の光学的振れ角(走査角度)を示す走査角度信号とが加えられており、測定部62−2は、フォトディテクタ142から入力する検出出力と傾動角センサ54から入力する走査角度信号とに基づいて、被測定光学面の設計上の曲率中心位置に対する実際の被測定光学面の曲率中心位置の偏芯量を測定する。
The measuring unit 62-2 included in the control unit 60-2 shows the detection output corresponding to the detected light amount of the measured light from the
図13は、走査ミラー44の走査角度に応じて変化するフォトディテクタ142の検出出力(フォトディテクタ142に入射する検出光量)の一例を示すグラフである。尚、図13では、説明を簡単にするために、走査ミラー44は、1軸の走査角度(θ)のみが変化する場合に関して示している。
FIG. 13 is a graph showing an example of the detection output of the photodetector 142 (the amount of detected light incident on the photodetector 142) that changes according to the scanning angle of the
空間フィルタ47(図8及び図11)のピンホール径が「小」の場合であって、図13に示すように閾値Thを超える検出出力のピーク幅が必要な測定分解能以下の場合、測定部62−2は、フォトディテクタ142の検出出力が、閾値Thを超える検出出力に対応するか否かを判別する。フォトディテクタ142の検出出力が閾値Thを超える場合、測定部62−2は、フォトディテクタ142による検出出力がピーク値に達したと判断し、そのときに傾動角センサ54から入力する走査角度信号を取得する。
When the pinhole diameter of the spatial filter 47 (FIGS. 8 and 11 ) is “small” and the peak width of the detection output exceeding the threshold Th is equal to or less than the required measurement resolution as shown in FIG. 13, the measuring unit 62-2 determines whether or not the detection output of the
そして、測定部62−2は、取得した走査角度信号(走査角度)に基づいて被測定光学面の実際の曲率中心位置(被測定光学面の設計上の曲率中心位置に対する実際の曲率中心位置の偏芯量)を測定する。 Then, the measuring unit 62-2 determines the actual center of curvature position of the optical surface to be measured (the actual center of curvature with respect to the design center of curvature of the optical surface to be measured) based on the acquired scanning angle signal (scanning angle). Eccentricity) is measured.
一方、空間フィルタ47のピンホール径が「中」、「大」の場合であって、図14(A),(B)に示すように閾値Thを超える検出出力のピーク幅が必要な測定分解能を超える場合、測定部62−2は、フォトディテクタ142の検出出力が最大値となる走査角度を探索する。即ち、測定部62−2は、フォトディテクタ142の検出出力と走査角度との関係をメモリに蓄え、各検出出力の大きさを比較することで、検出出力が最大値となる走査角度を探索する。
On the other hand, when the pinhole diameter of the
図13に示す検出出力が得られる場合、図14(A)及び(B)に示す検出出力が得られる場合に比べて、ピーク値となる走査角度を高速に検出することができる。また、空間フィルタ47のピンホール径が大きくなる程、ピーク値検出誤差が大きくなり、その結果、偏芯量の測定誤差が大きくなる。
When the detection output shown in FIG. 13 is obtained, the scanning angle at which the peak value is obtained can be detected at a higher speed than when the detection output shown in FIGS. 14A and 14B is obtained. Further, as the pinhole diameter of the
光源22がレーザ光源の場合、空間フィルタ47のピンホール径を小さくしやすいため、第4の実施形態の光源22としては、レーザ光源が好ましい。尚、空間フィルタ47への結合効率の順は、レーザ>LED>ランプである。
When the
<偏芯測定装置の第4の実施形態の変形例>
図15は、本発明に係る偏芯測定装置の第4の実施形態の変形例を示す構成図である。尚、図15において、図1に示した第1の実施形態の偏芯測定装置1及び図11に示した第4の実施形態の偏芯測定装置4と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。<Modification example of the fourth embodiment of the eccentricity measuring device>
FIG. 15 is a configuration diagram showing a modified example of the fourth embodiment of the eccentricity measuring device according to the present invention. In FIG. 15, the same reference numerals are given to the parts common to the
図15に示す第4の実施形態の変形例の偏芯測定装置4−1は、主として第1の実施形態の干渉計30に代わりに、光源22、サーキュレータ125、及びフォトディテクタ142が設けられ、光源22とサーキュレータ125との間に光ファイバ(第1の光ファイバ)FB1が配設され、サーキュレータ125とコリメータレンズ42との間に光ファイバ(第2の光ファイバ)FB2が配設され、サーキュレータ125とフォトディテクタ142との間に光ファイバ(第3の光ファイバ)FB3が配設されている。
The eccentricity measuring device 4-1 of the modified example of the fourth embodiment shown in FIG. 15 is provided with a
光源22からの測定光は、第1の光ファイバFB1、サーキュレータ125、及び光ファイバFB2を介して光ファイバFB2の端部FB2aの端面からコリメータレンズ42に出射され、コリメータレンズ42により平行光にされ、走査ミラー44に入射する。
The measurement light from the
組レンズ10の光学面で反射して戻ってくる測定光の戻り光は、その一部が光ファイバFB2の端部FB2aの端面に入射し、光ファイバFB2、サーキュレータ125及び光ファイバFB3を介してフォトディテクタ142に入射する。
A part of the return light of the measurement light reflected by the optical surface of the assembled
第4の実施形態の変形例では、光ファイバFB2の端部FB2aの端面が、第4の実施形態の空間フィルタ47のピンホールに相当する。
In the modified example of the fourth embodiment, the end surface of the end portion FB2a of the optical fiber FB2 corresponds to the pinhole of the
第4の実施形態の変形例によれば、第4の実施形態と同様の手法でレンズの偏芯を測定することができ、また、光ファイバを使用するため、光学系の設計の自由度が高く、かつ安価な装置とすることができる。 According to the modified example of the fourth embodiment, the eccentricity of the lens can be measured by the same method as that of the fourth embodiment, and since the optical fiber is used, the degree of freedom in the design of the optical system is increased. It can be an expensive and inexpensive device.
<偏芯測定装置の第5の実施形態>
図16は、本発明に係る偏芯測定装置の第5の実施形態の主要な構成部分を示す構成図である。尚、図16において、図11に示した第4の実施形態の偏芯測定装置4と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。<Fifth Embodiment of the eccentricity measuring device>
FIG. 16 is a configuration diagram showing a main component of a fifth embodiment of the eccentricity measuring device according to the present invention. In FIG. 16, the same reference numerals are given to the parts common to the eccentricity measuring device 4 of the fourth embodiment shown in FIG. 11, and detailed description thereof will be omitted.
図16に示す第5の実施形態の偏芯測定装置5の測定光学系は、ビームスプリッタ124と、コリメータレンズ200と、走査ミラー44と、アダプタレンズ210と、対物レンズとして機能する可変焦点レンズ220とから構成されている。
The measurement optical system of the
コリメータレンズ200は、光源22からビームスプリッタ124を介して入射する測定光を平行光にして走査ミラー44に入射させる。
The
走査ミラー44にて反射した測定光は、アダプタレンズ210を介して可変焦点レンズ(第1レンズ)220に入射する。
The measurement light reflected by the
ここで、可変焦点レンズ220は、バリフォーカルレンズ、液体レンズを含む。液体レンズは、封入された液体の形状を電気的な制御(電圧)により変化させ、レンズ自体の焦点距離を変化させることができる焦点が可変なレンズである。アダプタレンズ(第2光学系)210は、アダプタレンズ210と可変焦点レンズ220を合わせた測定光学系の屈折力の最大値、及び最小値を変更するレンズであり、可変焦点レンズ220の可変焦点範囲を調整する機能を有する。
Here, the
本例のコリメータレンズ200の焦点距離は100mmであり、アダプタレンズ210の焦点距離は50mmである。
The focal length of the
組レンズ10のあるレンズの軸倒れα(図7に示した角度α)の測定に必要な走査角度は、α(走査ミラー44の角度はα/2)でよい。
The scanning angle required for measuring the axial tilt α (angle α shown in FIG. 7) of the lens having the assembled
また、図16において、L1は、走査ミラー44から可変焦点レンズ220までの距離を示し、WDは、可変焦点レンズ220から組レンズ10の最初の光学面(面1)までの距離である。
Further, in FIG. 16, L1 indicates the distance from the
レンズの軸倒れαが大きくなると、測定光の一部が、可変焦点レンズ220の口径内に収まらず、可変焦点レンズを通過しなくなる(測定光の一部が測定光学系を通過しなくなることを測定光のケラレと呼ぶ。)。本実施態様では、可変焦点レンズ220における測定光のケラレは、距離L1で決まるが、走査ミラー44を使用した本測定光学系によれば、可変焦点レンズ220として小口径の液体レンズ(例えば、φ16mm、φ5.8mm)であっても全長の長い組レンズの測定ができる。
When the axis tilt α of the lens becomes large, a part of the measurement light does not fit within the diameter of the
尚、組レンズの偏芯測定装置5の測定光学系のアダプタレンズ210と可変焦点レンズ220との位置は入れ替えてもよい。
The positions of the
図17は、図16に示した第5の実施形態の偏芯測定装置5との比較例の偏芯測定装置を示す図である。尚、図17において、図16の第5の実施形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
FIG. 17 is a diagram showing an eccentricity measuring device of a comparative example with the
図17において、L2は、可変焦点レンズ220から組レンズ10の最後の光学面までの距離である。図17に示す測定光学系において、可変焦点レンズ220における測定光のケラレは、距離L2とレンズの光軸倒れαで決まる。尚、レンズの光軸倒れαに対する反射角は2αである。
In FIG. 17, L2 is the distance from the
いま、距離L2を50mm、レンズの軸倒れαを60分とすると、組レンズ10の最後の光学面からの反射光の光軸は、可変焦点レンズ220の位置において、1.7mm外周を通る。これにより、レンズの軸倒れαに対し、反射角2αによるケラレ部分Vが発生し、全長の長いレンズの測定ができなくなる。ケラレを少なくするためには、距離WDをできるだけ小さくする必要がある。
Assuming that the distance L2 is 50 mm and the lens axis tilt α is 60 minutes, the optical axis of the reflected light from the last optical surface of the assembled
図16に示す本実施形態によれば、走査ミラー44により測定光の入射角度を変更するので、図17に示す比較例に対して広い範囲で測定光のケラレの影響をうけることなく曲率中心位置をスキャンすることが可能となる。また、可変焦点レンズ220に液体レンズ等のレンズ自体の焦点距離を変化するレンズを用いることで、可変焦点レンズ220の焦点を変化させても、走査ミラー44の角度によって測定光のケラレが生じる範囲が変わらないため、測定が容易となる。また、液体レンズ等のレンズ自体の焦点距離を変化するレンズは、電気的な制御によって変更できる屈折力の最大値および最小値が限られる。アダプタレンズ210と液体レンズ等のレンズ自体の焦点距離を変化するレンズを組み合わせることで、測定光学系の可変焦点範囲を調整することができる。これにより、焦点距離の電気的な調整精度を向上させることができる。
According to the present embodiment shown in FIG. 16, because changing the incident angle of the measuring light by the
また、図16に示す第5の実施形態では、光源22から出射する測定光と組レンズ10で反射された測定光はビームスプリッタ124で分けられ、組レンズ10で反射された測定光は、光源22と異なる平面上に設置されたフォトディテクタ142によって検出されているが、図16において、ビームスプリッタ124を取り払い、光源22の周囲にフォトディテクタ142を設置する構成としてもよい。
Further, in the fifth embodiment shown in FIG. 16, the measurement light emitted from the
<偏芯測定装置の第6の実施形態>
図18は、本発明に係る偏芯測定装置の第6の実施形態の主要な構成部分を示す構成図である。尚、図18において、図16に示した第5の実施形態の偏芯測定装置5と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。<Sixth Embodiment of Eccentricity Measuring Device>
FIG. 18 is a configuration diagram showing a main component of a sixth embodiment of the eccentricity measuring device according to the present invention. In FIG. 18, the same reference numerals are given to the parts common to the
図18に示す第6の実施形態の偏芯測定装置6は、可変焦点レンズ220及びアダプタレンズ210が走査ミラー44の入射側に設けられており、可変焦点レンズ220及びアダプタレンズ210が走査ミラー44の出射側に設けられている第5の実施形態の偏芯測定装置5と相違する。
In the
図18に示す第6の実施形態の偏芯測定装置6は、可変焦点レンズ220と組レンズ10との間に走査ミラー44が配置されており、走査ミラー44と組レンズ10との間には光学部材が設けられていない。
In the
第6の実施形態の偏芯測定装置6によれば、走査ミラー44の角度によって可変焦点レンズ220における測定光のケラレの影響がなくなるというメリットがある。
According to the
第5の実施形態の偏芯測定装置5、第6の実施形態の偏芯測定装置6において、第1の実施形態の偏芯測定装置1から第4の実施形態の偏芯測定装置4に記載された低コヒーレンス光源を用いた干渉計測を組み合わせてもよい。光源22に低コヒーレンス光源を用いて、組レンズ10で反射された測定光と測定光を合波し干渉計測することで、組レンズ10のどの光学面で反射された反射光であるかを分離することが出来る。
In the
<偏芯測定方法の第1の実施形態>
図19は、本発明に係る偏芯測定方法の第1の実施形態を示すフローチャートである。<First Embodiment of Eccentricity Measurement Method>
FIG. 19 is a flowchart showing a first embodiment of the eccentricity measuring method according to the present invention.
図3に示した制御部60は、メモリ64に格納された偏芯測定プログラムにしたがって、図19に示す処理を実行する。
The
図19において、組レンズの被測定光学面を特定するパラメータiを1に設定する(ステップS10)。パラメータiは、組レンズの被測定光学面の面番号を示す。 In FIG. 19, the parameter i for specifying the optical surface to be measured of the set lens is set to 1 (step S10). Parameter i indicates the surface number of the optical surface to be measured of the set lens.
続いて、パラメータiの面番号の被測定光学面(Si)に応じて参照光の光路長及び対物レンズを調整する(ステップS12)。即ち、制御部60は、光路長調整部35を制御し、面Siで反射して戻ってくる測定光の光路長と一致するように参照光の光路長を調整する。また、制御部60は、対物レンズ制御部70を介して対物レンズ46の位置を制御し、面Siの設計上の曲率中心位置を有する走査面上に測定光を集光させる。
Subsequently, the optical path length of the reference light and the objective lens are adjusted according to the optical surface (Si) to be measured with the surface number of the parameter i (step S12). That is, the
続いて、制御部60は、ミラー制御部52を介して走査ミラー44の角度(走査角度)を制御し、測定光の集光位置を走査面上で移動させる(ステップS14)。
Subsequently, the
測定部62は、走査ミラー44の走査角度毎にバランス検波器37の検出出力を取得し(ステップS16)、走査面上の位置毎に取得した検出出力が最大値になったか否かを判別する(ステップS18)。
The measuring
バランス検波器37の検出出力が最大値でないと判別されると(「No」の場合)、ステップS14に戻り、走査ミラー44の走査角度を変化させ、ステップS14からステップS18の処理を繰り返す。一方、バランス検波器37の検出出力が最大値であると判別されると(「Yes」の場合)、ステップS20に遷移させる。
When it is determined that the detection output of the
ステップS20において、測定部62は、バランス検波器37の検出出力が最大値となったときの走査ミラー44の走査角度を取得する。そして、取得した走査ミラー44の走査角度に基づいて面Siの設計上の曲率中心位置に対する実際の曲率中心位置の偏芯量を測定する(ステップS22)。
In step S20, the measuring
次に、パラメータiがNになった否かを判別する(ステップS24)。尚、Nは、組レンズの全ての光学面の数である。 Next, it is determined whether or not the parameter i becomes N (step S24). N is the number of all optical surfaces of the set lens.
パラメータiがNでない場合(「No」の場合)には、パラメータiを1だけインクリメントし(ステップS26)、ステップS12に遷移させ、ステップS12からステップS24を繰り返し実行する。 If the parameter i is not N (in the case of "No"), the parameter i is incremented by 1 (step S26), the transition to step S12 is performed, and steps S12 to S24 are repeatedly executed.
パラメータiがNの場合(「Yes」の場合)には、組レンズの全ての光学面の偏芯量の測定が終了したとして、本処理を終了する。 When the parameter i is N (when "Yes"), it is assumed that the measurement of the eccentricity amount of all the optical surfaces of the assembled lens is completed, and this process is terminated.
<偏芯測定方法の第2の実施形態>
図20は、本発明に係る偏芯測定方法の第2の実施形態を示すフローチャートである。尚、図20において、図19に示した偏芯測定方法の第1の実施形態を共通するステップには同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。<Second Embodiment of Eccentricity Measurement Method>
FIG. 20 is a flowchart showing a second embodiment of the eccentricity measuring method according to the present invention. In FIG. 20, the steps common to the first embodiment of the eccentricity measuring method shown in FIG. 19 are assigned the same step numbers, and detailed description thereof will be omitted.
第2の実施形態の偏芯測定方法は、前述した第3の実施形態の偏芯測定装置3に対応する方法である。 The eccentricity measuring method of the second embodiment is a method corresponding to the eccentricity measuring device 3 of the third embodiment described above.
図20に示すフローチャートでは、図19に示したフローチャートのステップS16〜ステップS20の代わりに、ステップS30〜ステップS36を有している。 The flowchart shown in FIG. 20 includes steps S30 to S36 instead of steps S16 to S20 of the flowchart shown in FIG.
ステップS30では、走査ミラー44の走査角度(走査面上の測定光の集光位置毎)毎に、ビームスプリッタ120で合成された合波光の二次元強度分布を示す画像を、撮像部として機能するイメージセンサ140により撮像し、二次元強度分布を示す画像を取得する。
In step S30, an image showing the two-dimensional intensity distribution of the combined wave light synthesized by the
取得した二次元強度分布を示す画像を解析する(ステップS32)。画像の解析結果に基づいて取得した画像が干渉縞画像となり、かつ干渉縞画像のコントラスト(鮮明度)が最大になったか否かを判別する(ステップS34)。 An image showing the acquired two-dimensional intensity distribution is analyzed (step S32). It is determined whether or not the image acquired based on the image analysis result becomes an interference fringe image and the contrast (sharpness) of the interference fringe image is maximized (step S34).
そして、取得した画像が干渉縞画像となり、かつ干渉縞画像のコントラストが最大でないと判別されると(「No」の場合)、ステップS14に戻り、走査ミラー44の走査角度を変化させ、ステップS14からステップS34の処理を繰り返す。
Then, when the acquired image becomes an interference fringe image and it is determined that the contrast of the interference fringe image is not the maximum (in the case of "No"), the process returns to step S14, the scanning angle of the
一方、取得した画像が干渉縞画像となり、かつ干渉縞画像のコントラストが最大であると判別されると(「Yes」の場合)、ステップS36に遷移させる。 On the other hand, when the acquired image becomes an interference fringe image and it is determined that the contrast of the interference fringe image is the maximum (in the case of "Yes"), the transition to step S36 is performed.
ステップS36では、干渉縞画像のコントラストが最大となったときの走査ミラー44の走査角度を取得する。そして、取得した走査ミラー44の走査角度に基づいて面Siの設計上の曲率中心位置に対する実際の曲率中心位置の偏芯量を測定する(ステップS22)。
In step S36, the scanning angle of the
<偏芯測定方法の第3の実施形態>
図21は、本発明に係る偏芯測定方法の第3の実施形態を示すフローチャートである。尚、図21において、図19に示した偏芯測定方法の第1の実施形態を共通するステップには同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。<Third embodiment of the eccentricity measuring method>
FIG. 21 is a flowchart showing a third embodiment of the eccentricity measuring method according to the present invention. In FIG. 21, the steps common to the first embodiment of the eccentricity measuring method shown in FIG. 19 are assigned the same step numbers, and detailed description thereof will be omitted.
第3の実施形態の偏芯測定方法は、前述した第4の実施形態の偏芯測定装置4に対応する方法である。 The eccentricity measuring method of the third embodiment is a method corresponding to the eccentricity measuring device 4 of the fourth embodiment described above.
図21に示すフローチャートでは、図19に示したフローチャートのステップS12、ステップS16〜ステップS20の代わりに、ステップS40〜ステップS46を有している。 The flowchart shown in FIG. 21 includes steps S40 to S46 instead of steps S12 and S16 to S20 of the flowchart shown in FIG.
ステップS40では、パラメータiの面番号の被測定光学面(Si)に応じて対物レンズを調整する。即ち、制御部60−2(図12)は、対物レンズ制御部70を介して対物レンズ46の位置を制御し、面Siの設計上の曲率中心位置を有する走査面上に測定光を集光させる。
In step S40, the objective lens is adjusted according to the optical surface (Si) to be measured with the surface number of the parameter i. That is, the control unit 60-2 (FIG. 12) controls the position of the
走査ミラー44の走査角度毎に、空間フィルタ47、集光レンズ126等を介して入射する面Siからの戻り光に対応する検出出力をフォトディテクタ142により取得する(ステップS42)。
For each scanning angle of the
続いて、測定部62−2は、図13に示すようにフォトディテクタ142の検出出力が閾値Thを超えたか否かを判別する(ステップS44)。検出出力が閾値Thを超えない場合(「No」の場合)には、ステップS14に戻り、走査ミラー44の角度の制御が引き続き行われる。
Subsequently, the measuring unit 62-2 determines whether or not the detection output of the
検出出力が閾値Thを超えた場合(「Yes」の場合)には、測定部62−2は、フォトディテクタ142による検出出力がピーク値に達したと判断し、ステップS46に遷移させる。
When the detection output exceeds the threshold value Th (in the case of “Yes”), the measuring unit 62-2 determines that the detection output by the
ステップS46では、フォトディテクタ142の検出出力が閾値Thを超えたときの走査ミラー44の角度(走査角度)を傾動角センサ54から取得する。そして、取得した走査ミラー44の走査角度に基づいて面Siの設計上の曲率中心位置に対する実際の曲率中心位置の偏芯量を測定する(ステップS22)。
In step S46, the angle (scanning angle) of the
上記の例では、バランス検波器の出力が最大値をとる角度を取得しているが、全測定データをメモリに蓄え、全測定データから、出力が最大値をとる角度を抽出してもよい。また上記の例では、光学面を固定して走査ミラーの角度を変えて測定を行っているが、走査ミラーの角度を固定し、光学面を変更してもよい。また、光学面を固定して、走査ミラーの角度と可変焦点レンズの焦点距離を変えて、3次元で曲率中心位置をスキャンしてもよい。 In the above example, the angle at which the output of the balance detector takes the maximum value is acquired, but all the measurement data may be stored in the memory and the angle at which the output takes the maximum value may be extracted from all the measurement data. Further, in the above example, the optical surface is fixed and the angle of the scanning mirror is changed for measurement, but the angle of the scanning mirror may be fixed and the optical surface may be changed. Further, the optical surface may be fixed, the angle of the scanning mirror and the focal length of the varifocal lens may be changed, and the position of the center of curvature may be scanned in three dimensions.
[その他]
本実施形態において、例えば、測定部62、62−2を含む制御部60、60−2の各種の処理を実行する処理部(processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ(processor)である。各種のプロセッサには、ソフトウェア(プログラム)を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるCPU(Central Processing Unit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device:PLD)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。[Other]
In the present embodiment, for example, the hardware structure of the processing unit that executes various processes of the
1つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの1つで構成されていてもよいし、同種または異種の2つ以上のプロセッサ(例えば、複数のFPGA、あるいはCPUとFPGAの組み合わせ)で構成されてもよい。また、複数の処理部を1つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を1つのプロセッサで構成する例としては、第1に、クライアントやサーバなどのコンピュータに代表されるように、1つ以上のCPUとソフトウェアの組合せで1つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第2に、システムオンチップ(System On Chip:SoC)などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を1つのIC(Integrated Circuit)チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを1つ以上用いて構成される。 One processing unit may be composed of one of these various processors, or may be composed of two or more processors of the same type or different types (for example, a plurality of FPGAs or a combination of a CPU and an FPGA). You may. Further, a plurality of processing units may be configured by one processor. As an example of configuring a plurality of processing units with one processor, first, one processor is configured by a combination of one or more CPUs and software, as represented by a computer such as a client or a server. There is a form in which the processor functions as a plurality of processing units. Secondly, as typified by System On Chip (SoC), there is a form in which a processor that realizes the functions of the entire system including a plurality of processing units with one IC (Integrated Circuit) chip is used. is there. As described above, the various processing units are configured by using one or more of the above-mentioned various processors as a hardware-like structure.
更に、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路(circuitry)である。 Further, the hardware structure of these various processors is, more specifically, an electric circuit (circuitry) in which circuit elements such as semiconductor elements are combined.
また、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1、2 偏芯測定装置
10 組レンズ
12 鏡筒
14、16、18 レンズ
16a、16b 光学面
20 低コヒーレンス光源
22 光源
30、100 干渉計
31 第1のカプラ
32 第2のカプラ
33 第1のサーキュレータ
34 第2のサーキュレータ
35 光路長調整部
35a コリメータレンズ
35b 光路長調整ミラー
35c ミラー駆動部
36 位相変調部
37 バランス検波器
40、40−2 測定光学系
41 ハーフミラー
42 コリメータレンズ
43 イメージセンサ
44 走査ミラー
45 集光レンズ
46 対物レンズ
47 空間フィルタ
48 走査面
50 走査部
52 ミラー制御部
54 傾動角センサ
60 制御部
62 測定部
64 メモリ
70 対物レンズ制御部
80 表示器
100 干渉計
124 ビームスプリッタ
125 サーキュレータ
110 第1のコリメータレンズ
120 ビームスプリッタ
200 コリメータレンズ
210 アダプタレンズ
220 可変焦点レンズ
130 反射ミラー
140 イメージセンサ
142 フォトディテクタ
CL1 合波光
CL2 合波光
FB1、FB2、FB3、FB4 光ファイバ
FB1a、FB2a 端部
L 低コヒーレンス光
Lo 基準軸
Lp 光軸
ML1、ML2 測定光
RL1、RL2、RL3 参照光
S10 ステップ
S12 ステップ
S14 ステップ
S16 ステップ
S18 ステップ
S20 ステップ
S22 ステップ
S24 ステップ
S26 ステップ
S30 ステップ
S32 ステップ
S34 ステップ
S36 ステップ
S40 ステップ
S42 ステップ
S44 ステップ
S46 ステップ
Si 面
θ1、θ2 走査角度1, 2
Claims (16)
測定光を出射する光源と、
前記測定光を集光させる測定光学系であって、第1光学系と前記測定光の光路を屈曲させる屈曲部を有する測定光学系と、
前記屈曲部を用いて前記測定光の光路の屈曲角度を変更し、前記測定光の集光位置を走査する走査制御部と、
前記被測定光学面で反射された測定光である反射測定光の強度情報を検出する検出部と、
前記被測定光学面の偏芯量を測定する測定部と、を備え、
前記検出部は、前記走査制御部により前記屈曲角度が変更された場合に、複数の前記屈曲角度の各々における前記強度情報を検出し、
前記測定部は、前記複数の屈曲角度の各々における前記強度情報及び前記屈曲部の屈曲角度情報に基づいて、前記被測定光学面の偏芯量を測定する偏芯測定装置。An eccentricity measuring device that measures the amount of eccentricity of the optical surface to be measured of a lens.
A light source that emits measurement light and
A measurement optical system for condensing the measurement light, the first optical system, a measurement optical system having a bent portion for bending the optical path of the measurement light, and a measurement optical system.
A scanning control unit that changes the bending angle of the optical path of the measurement light using the bending portion and scans the condensing position of the measurement light.
A detection unit that detects intensity information of the reflection measurement light, which is the measurement light reflected by the optical surface to be measured, and a detection unit.
A measuring unit for measuring the amount of eccentricity of the optical surface to be measured is provided.
The detection unit detects the intensity information at each of the plurality of the bending angles when the bending angle is changed by the scanning control unit.
The measuring unit is an eccentricity measuring device that measures the amount of eccentricity of the optical surface to be measured based on the strength information at each of the plurality of bending angles and the bending angle information of the bending portion.
前記第1光学系の焦点距離が変更することで、前記測定光の前記集光位置が変更される請求項1に記載の偏芯測定装置。The focal length of the first optical system is variable,
The eccentricity measuring apparatus according to claim 1, wherein the condensing position of the measurement light is changed by changing the focal length of the first optical system.
前記第1レンズの焦点距離は、電気的な制御により前記第1レンズ自体の焦点距離が変化され、
前記第1レンズの焦点距離が変更することで、前記測定光の前記集光位置が変更される請求項1に記載の偏芯測定装置。The first optical system has a first lens.
The focal length of the first lens is changed by electrically controlling the focal length of the first lens itself.
The eccentricity measuring apparatus according to claim 1, wherein the focusing position of the measurement light is changed by changing the focal length of the first lens.
前記光源から出射した前記測定光は、前記コリメータレンズを経由して前記第1光学系に入射する請求項1から請求項6の何れか1項に記載の偏芯測定装置。It has a collimator lens that makes the measurement light parallel.
The eccentricity measuring apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the measurement light emitted from the light source is incident on the first optical system via the collimator lens.
前記検出部は、前記第1分波部を出射した前記反射測定光を検出する請求項1から7の何れか1項に記載の偏芯測定装置。A first demultiplexing unit that separates the optical path of the measurement light and the optical path of the reflection measurement light is provided.
The eccentricity measuring device according to any one of claims 1 to 7, wherein the detection unit detects the reflection measurement light emitted from the first demultiplexing unit.
前記測定部は、前記反射測定光の前記光量が最大値をとる場合の前記屈曲角度情報を用いて前記被測定光学面の偏芯量を測定する請求項1から請求項8の何れか1項に記載の偏芯測定装置。The detection unit detects the amount of light of the reflection measurement light as the intensity information.
The measuring unit measures the amount of eccentricity of the optical surface to be measured by using the bending angle information when the amount of the reflected measurement light reaches the maximum value, any one of claims 1 to 8. Eccentricity measuring device according to.
前記反射測定光と前記参照光を合波する合波部と、を備え、
前記光源は、低コヒーレンス光を前記測定光として出射する低コヒーレンス光源であって、
前記検出部は、前記合波部で合波された合波光の光量を前記強度情報として検出する請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の偏芯測定装置。A second demultiplexing section that demultiplexes the reference light from the measurement light,
A wave junction portion that combines the reflection measurement light and the reference light is provided.
The light source is a low coherence light source that emits low coherence light as the measurement light.
The eccentricity measuring device according to any one of claims 1 to 8, wherein the detection unit detects the amount of the combined wave light combined at the combined wave unit as the intensity information.
前記反射測定光と前記参照光を合波する合波部と、を備え、
前記光源は、低コヒーレンス光を前記測定光として出射する低コヒーレンス光源であって、
前記検出部は、前記合波部で合波された合波光の光量の分布を前記強度情報として検出する請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の偏芯測定装置。A second demultiplexing section that demultiplexes the reference light from the measurement light,
A wave junction portion that combines the reflection measurement light and the reference light is provided.
The light source is a low coherence light source that emits low coherence light as the measurement light.
The eccentricity measuring device according to any one of claims 1 to 8, wherein the detection unit detects the distribution of the amount of light intensity of the combined wave light combined at the combined wave unit as the intensity information.
低コヒーレンス光を測定光として出射する低コヒーレンス光源と、
前記低コヒーレンス光を測定光と参照光とに分波する分波部と、
前記測定光の集光位置を変える第1光学系と走査部を有する測定光学系と、
前記走査部を制御し、前記測定光の集光位置を変更する走査制御部と、
前記被測定光学面で反射された測定光である反射測定光と前記参照光とを合波する合波部と、
前記合波部により合波された合波光の強度情報を検出する検出部と、
前記被測定光学面の偏芯量を測定する測定部と、を備え、
前記検出部は、前記走査部により前記測定光の集光位置が変更された場合に、複数の前記測定光の集光位置の各々における前記強度情報を検出し、
前記測定部は、前記複数の測定光の集光位置の各々における前記強度情報及び前記走査部による走査情報に基づいて、前記被測定光学面の偏芯量を測定する偏芯測定装置。 An eccentricity measuring device that measures the amount of eccentricity of the optical surface to be measured of a lens.
A low coherence light source that emits low coherence light as measurement light,
A demultiplexer that demultiplexes the low coherence light into measurement light and reference light,
A first optical system that changes the condensing position of the measurement light, a measurement optical system that has a scanning unit, and
A scanning control unit that controls the scanning unit and changes the condensing position of the measurement light.
A wave junction portion that combines the reflection measurement light, which is the measurement light reflected by the optical surface to be measured, and the reference light.
A detection unit that detects the intensity information of the combined wave light combined by the combined wave unit, and a detection unit.
A measuring unit for measuring the amount of eccentricity of the optical surface to be measured is provided.
The detection unit detects the intensity information at each of the plurality of collection positions of the measurement light when the collection position of the measurement light is changed by the scanning unit.
The measuring unit is an eccentricity measuring device that measures the amount of eccentricity of the optical surface to be measured based on the intensity information at each of the condensing positions of the plurality of measurement lights and the scanning information by the scanning unit.
前記低コヒーレンス光を測定光と参照光とに分波する分波部と、
レンズの複数の光学面のうち、被測定光学面の設計上の曲率中心位置が存在する走査面上に前記測定光を集光させる対物レンズと、前記対物レンズにより前記測定光を集光させる位置を、前記走査面上で移動させる走査部とを有する測定光学系と、
前記レンズの光学面で反射した前記測定光と前記参照光とを合波する合波部と、
前記合波部により合波される前の前記測定光及び前記参照光のうちの一方の光路長を前記被測定光学面の位置に応じて調整する光路長調整部と、
前記合波部により合波される前の前記測定光及び前記参照光のうちの一方を位相変調させる位相変調部と、
前記合波部により合波された合波光を検出する検出部と、
前記検出部から得られる検出出力と前記走査部による走査情報とに基づいて前記設計上の曲率中心位置に対する前記被測定光学面の曲率中心位置の偏芯量を測定する測定部と、
を備えた偏芯測定装置。A low coherence light source that emits low coherence light,
A demultiplexer that demultiplexes the low coherence light into measurement light and reference light,
Of the plurality of optical surfaces of the lens, an objective lens that condenses the measurement light on a scanning surface on which the design curvature center position of the optical surface to be measured exists, and a position that condenses the measurement light by the objective lens. A measurement optical system having a scanning unit for moving the lens on the scanning surface, and
A wave junction portion that combines the measurement light reflected by the optical surface of the lens and the reference light, and
An optical path length adjusting unit that adjusts the optical path length of one of the measured light and the reference light before being combined by the combined wave unit according to the position of the optical surface to be measured.
A phase modulation unit that phase-modulates one of the measurement light and the reference light before being combined by the combine unit,
A detection unit that detects the combined wave light combined by the combined wave unit,
A measuring unit that measures the amount of eccentricity of the curvature center position of the optical surface to be measured with respect to the design curvature center position based on the detection output obtained from the detection unit and the scanning information by the scanning unit.
Eccentricity measuring device equipped with.
合波部により前記レンズの光学面で反射した前記測定光と前記参照光とを合波し、合波光を生成するステップと、
前記合波部により合波される前の前記測定光及び前記参照光のうちの一方の光路長を、前記被測定光学面の位置に応じて光路長調整部により調整するステップと、
前記合波部により合波される前の前記測定光及び前記参照光のうちの一方を位相変調部により位相変調させるステップと、
対物レンズにより前記測定光を前記被測定光学面の設計上の曲率中心位置が存在する走査面上に集光させ、前記レンズの光学面に照射するステップであって、走査部により、前記測定光を集光させる位置を、前記走査面上で移動させながら前記測定光を前記レンズの光学面に照射するステップと、
前記合波部により生成された合波光に対応する検出出力を検出部により取得するステップと、
前記検出部により取得された検出出力と前記走査部による走査情報とに基づいて、前記設計上の曲率中心位置に対する前記被測定光学面の曲率中心位置の偏芯量を測定部が測定するステップと、
を含む偏芯測定方法。The low coherence light emitted from the low coherence light source is demultiplexed into the measurement light and the reference light, and the measurement light and the reference light are used to design the optical surface to be measured among the plurality of optical surfaces of the lens. An eccentricity measuring method for measuring the amount of eccentricity at the center of curvature of the optical surface to be measured with respect to the center of curvature above.
A step of combining the measurement light reflected on the optical surface of the lens by the combiner with the reference light to generate the combined wave light.
A step of adjusting the optical path length of one of the measured light and the reference light before being combined by the combined wave portion by the optical path length adjusting unit according to the position of the optical surface to be measured.
A step of phase-modulating one of the measurement light and the reference light before being combined by the combiner by the phase modulator.
It is a step of condensing the measurement light on the scanning surface where the design curvature center position of the optical surface to be measured exists by the objective lens and irradiating the optical surface of the lens. The step of irradiating the optical surface of the lens with the measurement light while moving the position for condensing the light on the scanning surface.
The step of acquiring the detection output corresponding to the combined wave light generated by the combined wave unit by the detection unit, and
Based on the detection output acquired by the detection unit and the scanning information by the scanning unit, the measurement unit measures the amount of eccentricity of the curvature center position of the optical surface to be measured with respect to the design curvature center position. ,
Eccentricity measuring method including.
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018044216 | 2018-03-12 | ||
JP2018044216 | 2018-03-12 | ||
JP2019011329 | 2019-01-25 | ||
JP2019011329 | 2019-01-25 | ||
PCT/JP2019/009478 WO2019176805A1 (en) | 2018-03-12 | 2019-03-08 | Device and method for measuring eccentricity |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019176805A1 JPWO2019176805A1 (en) | 2021-02-04 |
JP6874211B2 true JP6874211B2 (en) | 2021-05-19 |
Family
ID=67907779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020506483A Active JP6874211B2 (en) | 2018-03-12 | 2019-03-08 | Eccentricity measuring device and method |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6874211B2 (en) |
CN (1) | CN111801544B (en) |
DE (1) | DE112019000745T5 (en) |
WO (1) | WO2019176805A1 (en) |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6148742A (en) * | 1984-08-17 | 1986-03-10 | Olympus Optical Co Ltd | Measuring instrument for lens eccentricity |
JP3597222B2 (en) * | 1993-09-01 | 2004-12-02 | オリンパス株式会社 | Eccentricity measurement method for lenses, reflectors, etc., and machines using it |
JP3495918B2 (en) * | 1998-07-03 | 2004-02-09 | キヤノン株式会社 | Optical component eccentricity measuring method and eccentricity measuring device |
JP4774332B2 (en) * | 2006-06-06 | 2011-09-14 | 富士フイルム株式会社 | Eccentricity measurement method |
JP5084327B2 (en) * | 2007-04-04 | 2012-11-28 | オリンパス株式会社 | Eccentricity inspection device and eccentricity adjustment device |
JP6016942B2 (en) * | 2011-12-20 | 2016-10-26 | アセンシア・ダイアベティス・ケア・ホールディングス・アーゲーAscensia Diabetes Care Holdings AG | Linear cartridge-based glucose measurement system |
CN204255613U (en) * | 2014-12-15 | 2015-04-08 | 哈尔滨工程大学 | A kind of Sagnac annular light path is embedded in the optics autocorrelation function analyzer of non-equilibrium Mach-Zehnder type light path scanner |
CN105371785B (en) * | 2015-11-13 | 2018-04-17 | 华中科技大学 | A kind of curvature measurement method |
CN106918445A (en) * | 2017-05-03 | 2017-07-04 | 河海大学 | Device based on 4 quadrant detector light-metering fibre focal ratio degradation |
-
2019
- 2019-03-08 DE DE112019000745.9T patent/DE112019000745T5/en active Pending
- 2019-03-08 WO PCT/JP2019/009478 patent/WO2019176805A1/en active Application Filing
- 2019-03-08 JP JP2020506483A patent/JP6874211B2/en active Active
- 2019-03-08 CN CN201980016916.7A patent/CN111801544B/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112019000745T5 (en) | 2020-10-22 |
WO2019176805A1 (en) | 2019-09-19 |
CN111801544B (en) | 2022-03-01 |
JPWO2019176805A1 (en) | 2021-02-04 |
CN111801544A (en) | 2020-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10612913B2 (en) | Apparatus and methods for performing tomography and/or topography measurements on an object | |
US6974938B1 (en) | Microscope having a stable autofocusing apparatus | |
TWI484139B (en) | Chromatic confocal scanning apparatus | |
TWI464362B (en) | Apparatus for measuring a height and obtaining a focused image of and object and method thereof | |
US20120140243A1 (en) | Non-contact surface characterization using modulated illumination | |
TWI743200B (en) | Systems and methods for optimizing focus for imaging-based overlay metrology | |
JP2008541101A (en) | Object surface measuring apparatus and surface measuring method | |
KR20140053141A (en) | Illumination control | |
JP7175123B2 (en) | Variable focal length lens device | |
US20100171955A1 (en) | Displacement sensor | |
KR101103323B1 (en) | Method and system for obtaining object image using confocal microscope | |
JP2009162539A (en) | Light wave interferometer apparatus | |
JP6512673B2 (en) | Eccentricity measuring device and eccentricity measuring method | |
JP2008032668A (en) | Scanning type shape measuring machine | |
JP2007278849A (en) | Optical measuring device and optical measuring method | |
KR101505745B1 (en) | Dual detection confocal reflecting microscope and method of detecting information on height of sample using same | |
JP7224804B2 (en) | Non-contact displacement gauge | |
JP6874211B2 (en) | Eccentricity measuring device and method | |
JP3726028B2 (en) | 3D shape measuring device | |
JP6125131B1 (en) | Wavefront measuring device and optical system assembly device | |
KR102721977B1 (en) | Semiconductor substrate measuring apparatus, semiconductor substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method using the same | |
US11248899B2 (en) | Method and apparatus for deriving a topography of an object surface | |
KR101620594B1 (en) | spectroscopy apparatus | |
JP2008026049A (en) | Flange focal distance measuring instrument | |
JP2000186912A (en) | Method and device for measuring minute displacements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200820 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200820 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210202 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210324 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210402 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210421 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6874211 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |