JP2000241128A - 面間隔測定方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非破壊、非接触で高精度にレンズの肉厚や面
間隔を測定できる面間隔測定方法および装置を提供す
る。 【解決手段】 低コヒーレンス光源１０１と、低コヒー
レンス光源１０１から射出された光束を分割する光束分
割素子１０２と、光束分割素子１０２により分割された
一方の光束の光路長を変化させ光束を反射させる反射鏡
１０３と、光束分割素子１０２により分割された他方の
光束が被検物１０４に入射して反射した反射光と反射鏡
１０３からの反射光とを重畳させて生ずる干渉信号を検
出する光電検出器１０５とを備え、光電検出器１０５か
らの信号と反射鏡１０３からの情報を演算処理すること
によりａ−ｂの間隔を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズの肉厚や面
間隔を測定する面間隔測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の面間隔測定器としては、レンズ等
の光学素子の面頂からの反射像をそれぞれ検出し、面間
隔を測定する方法が知られている。また、Ｘ線を用いて
光学系の断面を撮影し、Ｘ線写真から素子間の距離を求
める方法もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の測定器では、面間隔の測定精度が５／１００mm程
度であり、光学系の高精度化に伴い、１／１００mm位で
測定したいという要求が高まっており、その要求には対
応していない。

【０００４】本発明は上記の従来技術の問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的は、非破壊、非接触で高
精度にレンズの肉厚や面間隔を測定できる面間隔測定装
置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の面間隔測定装置は、 （１） 空間的コヒーレンス長が短い低コヒーレンス光
源と、該低コヒーレンス光源から射出された光束を分割
する光束分割手段と、該光束分割手段により分割された
一方の光束の光路長を変化させ光束を反射させる手段を
有する光路長変化手段と、前記光束分割手段により分割
された他方の光束が被検物たる光学系に入射して反射し
た反射光と前記光路長変化手段からの反射光とを重畳さ
せて生ずる干渉信号を検出する光強度検出手段とを備
え、該光強度検出手段からの信号と前記光路長変化手段
からの情報を演算処理することにより間隔を測定するこ
とを特徴とする面間隔測定方法および装置。

【０００６】（２） 前記低コヒーレンス光源から射出
した光を略平行光束にする光束成形手段と、前記略平行
光束を任意の偏光状態にする偏光状態変換手段と、前記
略平行光束を分割する光束分割手段と、該光束分割手段
により分割された一方の光束の偏光状態を変換する第２
の偏光状態変換手段と、該第２の偏光状態変換手段によ
り偏光状態が変化した光束を反射する反射手段と、該反
射手段を移動せしめる移動手段と、前記反射手段の移動
量を測定する移動量測定手段と、前記光束分割手段によ
り分割された他方の光束を集光する集光手段と、該集光
手段による集光位置に配置されたピンホールと、該ピン
ホールからの光束を測定すべき面間隔を有する被検物へ
と導き該被検物の任意の面へ集光せしめるような調整手
段を伴った光学素子と、前記光束分割手段で分割された
２つの光束を重ねあわせる光束合成手段と、該光束合成
手段により重ね合わされた光束の光強度を電気信号に変
換する光電変換手段と、該光電変換手段からの信号と前
記移動量測定手段からの情報を処理する信号処理手段と
を備えたことを特徴とする前記（１）項に記載の面間隔
測定方法および装置。

【０００７】（３） 前記低コヒーレンス光源として、
スーパールミネッセントダイオードを用いたことを特徴
とする、前記（１）項に記載の面間隔測定方法および装
置。

【０００８】（４） 前記低コヒーレンス光源として、
閾値電流以下で動作させた半導体レーザを用いたことを
特徴とする、前記（１）項に記載の面間隔測定方法およ
び装置。

【０００９】（５） 前記低コヒーレンス光源として、
パルスレーザを用いたことを特徴とする、前記（１）項
に記載の面間隔測定方法および装置。

【００１０】（６） 前記低コヒーレンス光源として、
赤外光を用いたことを特徴とする、前記（１）項に記載
の面間隔測定方法および装置。

【００１１】（７） 前記低コヒーレンス光源として、
可視光を用いることを特徴とする、前記（１）項に記載
の面間隔測定方法および装置。

【００１２】（８） 前記光電変換手段として、フォト
ダイオードまたはフォトマルチプライヤまたはラインセ
ンサまたは固体撮像素子を用いたことを特徴とする前記
（１）項に記載の面間隔測定方法および装置。

【００１３】（９） 前記光束分割手段により分割され
た一方の光束を反射させる手段として、被検物と光学的
に等価な構成の光学系を用いたことを特徴とする、前記
（１）項に記載の面間隔測定方法および装置。

【００１４】（１０） 被検物たる複数の光学素子から
構成される光学系として、ズームレンズの光学系を用い
たことを特徴とする、前記（１）項に記載の面間隔測定
方法および装置。

【００１５】（１１） 光学系のアライメントにデジタ
ルカメラを用いたことを特徴とする、前記（１）項に記
載の面間隔測定方法および装置。

【００１６】（１２） 各種光学機器の光学系の組立て
工程において、前記（１）乃至（１１）項に記載の面間
隔測定方法および装置を用いてレンズの間隔調整をおこ
なう方法。

【００１７】（１３） 空間的コヒーレンス長が短い低
コヒーレンス光源と、該低コヒーレンス光源から射出さ
れた光束を分割する光束分割手段と、該光束分割手段に
より分割された一方の光束の光路長を変化させる光路長
変化手段と、前記光束分割手段により分割された他方の
光束が被検物たる光学系に入射し、該光学系からの反射
光または透過光と、前記光路長変化手段を経由した光束
とを重畳させて生ずる干渉信号を検出し、前記光路長変
化手段からの情報とから、間隔を測定することを特徴と
する面間隔測定方法および装置。

【００１８】（１４） 前記低コヒーレンス光源から射
出した光を略平行光束にする光束整形手段と、前記略平
行光束を任意の偏光状態にする偏光状態変換手段と、前
記略平行光束を分割する光束分割手段と、該光束分割手
段により分割された一方の光束の偏光状態を変換する第
２の偏光状態変換手段と、該第２の偏光状態変換手段に
より偏光状態が変化した光束を反射する反射手段と、該
反射手段を移動せしめる移動手段と、前記反射手段の移
動量を測定する移動量測定手段と、前記光束分割手段に
より分割された他方の光束の偏光状態を変換する第３の
偏光状態変換手段と、該第３の偏光状態変換手段により
偏光状態が変化した光束を測定すべき面間隔を有する被
検物たる光学系へと導き、測定すべき面の略球心または
面頂に向かって光束が入射するような調整手段を伴った
光学素子と、前記光束分割手段で分割された２つの光束
を重ね合わせる光束合成手段と、該光束合成手段により
重ね合わされた光束の光強度を電気信号に変換する光電
変換手段と、該光電変操手段からの信号と前記移動量測
定手段からの情報とから、面間隔を測定することを特徴
とする（１３）記載の面間隔測定方法および装置。

【００１９】（１５） 前記低コヒーレンス光源から射
出した光を略平行光束にする光束整形手段と、前記略平
行光束を分割する光束分割手段と、該光束分割手段によ
り分割された一方の光束を反射する反射手段と、該反射
手段を移動せしめる移動手段と、前記反射手段の移動量
を測定する移動量測定手段と、前記光束分割手段により
分割された他方の光束を測定すべき面間隔を有する被検
物たる光学系へと導き、該被検物の任意の面で反射した
反射光と、前配光路長変化手段からの反射光とを重畳さ
せて生ずる干渉信号を検出する光強度検出手段とを備
え、該光強度を電気信号に変換する光電変換手段と、該
光電変換手段からの信号と前記移動量測定手段からの情
報とから、面間隔を測定することを特徴とする（１３）
記載の面間隔測定方法および装置。

【００２０】（１６） 前記低コヒーレンス光源から射
出した光を所望の形状の光束に整形する光束整形手段
と、光束を所望の偏光状態にする偏光状態変換手段と、
光束分割手段と、該光束分割手段により分割された一方
の光束の偏光状態を変換する第２の偏光状態変換手段
と、該第２の偏光状態変換手段により偏光状態が変化し
た光束を反射する反射手段と、該反射手段を移動せしめ
る移動手段と、前記反射手段の移動量を測定する移動量
測定手段と、前記光束分割手段により分割された他方の
光束の偏光状態を変換する第３の偏光状態変換手段と、
該第３の偏光状態変換手段により偏光状態が変化した光
束を測定すべき面間隔を有する被検物たる光学系へと導
き、測定すべき面に向かって光束が入射するような調整
手段を伴った光学素子と、前記光束分割手段で分割され
た２つの光束を重ね合わせる光束合成手段と、該光束合
成手段により重ね合わされた光束の光強度を電気信号に
変換する光電変換手段と、該光電変換手段からの信号と
前記移動量測定手段からの惰報とから、面間隔を測定す
ることを特徴とする（１３）記載の面間隔測定方法およ
び装置。

【００２１】（１７） コヒーレンス長が短い光源から
射出された光束を光束分割素子により分割し、一方は参
照光として反射部材で反射され、他方は測定光として間
隔や厚さを測定すべき被検物へと導き、前記参照光およ
び測定光を前記光束分割素子で重ねあわせ、被検物の一
方の面からの反射光と、前記反射部材からの反射光との
光路長差が光源のコヒーレンス長以内のときに生ずる干
渉信号を検出し、被検物の他方の面からの反射光に対
し、前記反射部材を移動して光路長を変化させ干渉信号
が得られたとき、前記反射部材の移動量から前記被検物
の間隔を測定することを特徴とする光学素子または光学
系または光学装置の面間隔を求める方法または装置。

【００２２】（１８） 低コヒーレンス光源から射出さ
れた光束を参照光と被検物へ入射する測定光とに分割
し、被検物から反射された測定光と参照光とを干渉させ
て、その干渉信号から面間隔を求める方法または装置。

【００２３】（１９） コヒーレンス長が短い光源から
射出された光束を光束分割手段により分割し、一方を参
照光と、他方は測定光として間隔を測定すべき被検物へ
と導き、前記参照光と測定光を重畳させ、光学素子また
は光学系または光学装置または各種機械の面間隔を求め
る方法または装置。

【００２４】（２０） コヒーレンス長が短い光源を用
いた干渉計と、前記干渉計の光路中に被検物を配置して
干渉を生じさせ、光学素子または光学系または光学装置
または各種機械の面間隔を求める方法または装置。

【００２５】（２１） コヒーレンス長の短い光源と、
測定光光路と、参照光光路とを備え、被測定物に前記光
源からの光を入射し、その出射光と参照光光路の光を干
渉させて、光学素子または光学系または光学装置または
各種機械の面間隔を求める方法または装置。

【００２６】（２２） 被測定面に非平面を含むことを
特徴とする（１９）から（２１）の何れか１項記載記載
の光学素子または光学系または光学装置または各種機械
の面間隔を求める方法または装置。

【００２７】（２３） 被測定物に入射する光路中に少
なくとも１枚のレンズを含むことを特徴とする（１９）
から（２１）の何れか１項記載記載の光学素子または光
学系または光学装置または各種機械の面間隔を求める方
法または装置。

【００２８】（２４） 共通光路中に少なくとも１枚の
レンズを含むことを特徴とする（１９）から（２１）の
何れか１項記載記載の光学素子または光学系または光学
装置または各種機械の面間隔を求める方法または装置。

【００２９】（２５） 被測定物がズームレンズを含む
ことを特徴とする（１９）から（２１）の何れか１項記
載記載の光学素子または光学系または光学装置または各
種機械の面間隔を求める方法または装置。

【００３０】（２６） レンズ厚を測定するときに、群
屈折率を用いることを特徴とする（１９）から（２１）
の何れか１項記載記載の光学素子または光学系または光
学装置または各種機械の面間隔を求める方法または装
置。

【００３１】（２７） 干渉縞をＴＶモニター上で観察
することを特徴とする（１９）から（２１）の何れか１
項記載記載の光学素子または光学系または光学装置また
は各種機械の面間隔を求める方法または装置。

【００３２】（２８） 同心円状の干渉縞またはその一
部の縞を見ることを特徴とする（１９）から（２１）の
何れか１項記載記載の光学素子または光学系または光学
装置または各種機械の面間隔を求める方法または装置。

【００３３】（２９） 被検物に対し、非平行光束を入
射させることを特徴とする（１９）から（２１）の何れ
か１項記載記載の光学素子または光学系または光学装置
または各種機械の面間隔を求める方法または装置。

【００３４】（３０） 球心近傍あるいは面頂近傍に測
定光を入射させるときの光束の光軸に対する角度が光学
的理論値に対し、±１５°以内であることを特徴とする
（１９）から（２１）の何れか１項記載記載の光学素子
または光学系または光学装置または各種機械の面間隔を
求める方法または装置。

【００３５】（３１） 被検物が加工中の光学素子であ
ることを特徴とする（１９）から（２１）の何れか１項
記載記載の光学素子または光学系または光学装置または
各種機械の面間隔を求める方法または装置。

【００３６】（３２） コヒーレンス長の短い光源から
の光束に異なる複数の光路長を与えた上で、被検物に入
射し、反射光の干渉光を調べることで光学素子または光
学系または光学装置または各種機械の面間隔を求める方
法または装置。

【００３７】（３３） コヒーレンス長の短い光源から
の光束を複数に分割し、それぞれ異なる光路長を与えた
上で、被検物に入射し、反射光の干渉光を調べることで
光学素子または光学系または光学装置または各種機械の
面間隔を求める方法または装置。

【００３８】（３４） コヒーレンス長の短い光源から
の光束を複数に分割し、それぞれ異なる光路長を与えた
上で、統合し、その光束を被検物に入射し、反射光の干
渉光強度、あるいは干渉縞のコントラストを調べること
で光学素子または光学系または光学装置または各種機械
の面間隔を求める方法または装置。

【００３９】（３５） コヒーレンス長が短い光源を用
いた干渉計と、前記干渉計の光路中に被検物を配置して
干渉を生じさせる面間隔を求める方法または装置。であ
り、複数の光学素子から構成される各素子の厚さおよび
間隔を測定するものである。

【００４０】（３６） コヒーレンス長の短い光源と、
測定光光路と、参照光光路とを備え、被測定物に前記光
源からの光を入射し、その出射光と参照光光路の光を干
渉させて面間隔を求める方法または装置。

【００４１】（３７） 低コヒーレンス光源から射出し
た光束を光束分割素子で分割し、一方は参照光として反
射鏡で反射され、他方は測定光として間隔を測定すべき
被検物へと導かれ、前記参照光の光路長が可変できるよ
うになっており、前記参照光と前記測定光とは前記光束
分割素子で重なり合わされ、被検物の任意のの面からの
反射光と前記反射鏡からの反射光との光路長差が前記光
源のコヒーレンス長以内であれば干渉を生じ、光電検出
器でその干渉信号が検出され、次に、被検物のもう一つ
の面からの反射光に対し、前記反射鏡を移動して光路長
を変化させ前記光電検出器で干渉信号が得られたとき、
前記反射鏡の移動距離を測定することにより前記２つの
面の間隔を求めることを特徴とする面間隔測定方法およ
び装置。

【００４２】（３８） 低コヒーレンス光源から光束が
射出され、その光束を光束分割素子で測定光と参照光に
分割し、測定光側には複数のレンズ面の面間隔を測定す
べき被検物たるレンズを配置し、参照光側には反射鏡を
設置し、参照光側光路の光路長と測定光側光路の光路長
との光路差が光源のコヒーレンス長以内に調整できるよ
うに参照光側光路の光路長が可変になっており、この測
定光側光路と参照光側光路とを重なり合わせ、その重な
り合った光路を光電検出器で受光して光源のコヒーレン
ス長以内での光路差による干渉縞の発生を検出できるよ
うにし、まず、被検レンズ面の一つのレンズ面にて干渉
縞を検出し、次に他の被検レンズ面にて干渉縞を検出す
べく、前記他の被検レンズ面による測定光側光路の光路
長に対して光路長差を光源のコヒーレンス長以内にする
ように参照光側光路の光路長を変化させ、前記他の被検
レンズ面にて干渉縞を検出させ、このときの参照光側光
路の光路長の変化量によって前記被検レンズ面と前記他
の被検レンズ面との面間隔を測定する面間隔測定方法お
よび装置。

【００４３】（３９） 前記被検レンズ面の曲面による
測定誤差を減少させるように、前記測定光側光路の光束
の直径（Ｒ₀ ）が前記被検レンズ面の直径（Ｒ_s ）に対
して、２／３以下（３Ｒ₀ ＜２Ｒ_s ）となるように光束
径を変化させる光学素子（例えば、光源近傍あるいはコ
リメータレンズ近傍に配置した開口）を光路中に配置し
たことを特徴とする（３８）記載の面間隔測定方法およ
び装置。

【００４４】（４０） 前記測定光側光路の光路長に対
して光路長差を光源のコヒーレンス長以内にするように
参照光側光路の光路長を変化させるため、前記参照光側
光路中に配置された反射鏡が光路に沿って移動可能にセ
ッティングされていることを特徴とする（３８）記載の
面間隔測定方法および装置。

【００４５】まず、本発明による面間隔測定方法および
装置の基本的な構成を図１を用いて説明する。低コヒー
レンス光源１０１から射出した光束は、光束分割素子１
０２で分割され、一方は参照光として反射鏡１０３で反
射され、他方は測定光として間隔を測定すべき被検物１
０４へと導かれる。ここで、参照光の光路長は可変でき
るようにしておく。参照光と測定光とは光束分割素子１
０２で重なり合うが、被検物１０４の面ａからの反射光
と反射鏡１０３からの反射光との光路長差が光源のコヒ
ーレンス長以内であれば干渉を生じ、光電検出器１０５
で干渉信号が検出される。次に、被検物１０４のもう一
つの面ｂからの反射光に対し、反射鏡１０３を移動して
光路長を変化させ光電検出器１０５で干渉信号が得られ
たとき、反射鏡１０３の移動距離を測定すれば、ａ−ｂ
の間隔が得られる。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の面間隔測定方法
および装置の実施形態について説明する。 （第１実施形態）図２は本発明の第１実施形態の構成を
示す図である。低コヒーレンス光源１から射出した光束
は、コリメータレンズ２により平行光となり、偏光子
（ポラライザ）３で直線偏光になる。次に、この直線偏
光を偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４で分割する際、
透過光と反射光がほぼ等しい光量になるよう、偏光子３
の透過軸の方位角を設定しておく。偏光ビームスプリッ
タ４で分割された光束のうち、反射光は参照光として、
１／４波長板５で円偏光となり、反射鏡６で反射した
後、再度１／４波長板５を通り直線偏光になり、偏光ビ
ームスプリッタ４を透過し、レンズ７で集光され光電検
出器（フォトデテクタ）８に入射する。反射鏡６はリニ
アガイド等で移動することができ、さらにその移動距離
は測長器９により正確に測定できる。

【００４７】一方、偏光ビームスプリッタ４で分割され
た透過光は、測定光として、第２の１／４波長板１０を
通り円偏光になったあと、レンズ１１によりピンホール
１２に集光する。ピンホール１２を透過した光はレンズ
１３を通り、面の間隔や肉厚を測定したい被検レンズ１
４に入射する。ここで、測定光の集光位置が被検レンズ
１４の中の面間隔や肉厚を測定したいレンズの面頂に位
置するようレンズ１３と被検レンズ１４で調整すれば、
レンズ面からの反射光はレンズ１３、ピンホール１２、
レンズ１１、１／４波長板１０を透過して、偏光ビーム
スプリッタ４で反射し、レンズ７で集光して光電検出器
８に入射する。光電検出器８としては、フォトダイオー
ドの他、ＣＣＤのような固体撮像素子を用いてもよい。
ここで、レンズ１１とピンホール１２とレンズ１３およ
び被検レンズ１４は共焦点光学系を構成しているので、
被検レンズの測定したい面以外からの反射光は、ピンホ
ールで遮断される。

【００４８】光電検出器８では、反射鏡６で反射された
光（参照光）と、被検レンズで反射された光（測定光）
とが重なり合い、両者の光路長差が光源のコヒーレンス
長の範囲内であれば干渉が生じ干渉信号が観測される。
この際、光源としてコヒーレンス長が数十μｍ程度の低
コヒーレンス光源を用いれば、参照光と測定光の光路長
差がコヒーレンス長の範囲内になったとき干渉信号が観
測される。干渉信号のコントラストを上げたい場合は、
参照光と測定光の強度ができるだけ等しくなるよう、反
射鏡６の反射率が被検レンズの反射率に近いものを用い
るか、偏光子３の方位角を変えて反射光と透過光の光量
比を変えるか、参照鏡６の前にＮＤフィルタなどの光量
調整素子を置けばよい。

【００４９】実際の面間隔測定においては、まず、被検
レンズ１４の測定すべきレンズ面間隔のうち一方のレン
ズ面頂ａに光源からの光が集光するようレンズ１３の位
置を調整する。この状態で測長器９のカウンタをリセッ
トしておく。次に被検レンズ１４の測定したいレンズ面
間隔のもう一方のレンズ面頂ｂに集光するよう、レンズ
１３を調整する。ここで、光電検出器８の出力に干渉信
号が現れるまで参照鏡６を移動させる。低コヒーレンス
光源の場合、光源のコヒーレンス長は数十μｍ程度なの
で、干渉信号のピークが現れる位置が、参照光と測定光
の光学的な光路長がほぼ等しい位置になる。このとき、
測長器９で得られた値から被検レンズ１４の内部でのレ
ンズ倍率やガラスの光路長や被検レンズで発生した収差
成分を補正する信号処理手段１５を設け、補正演算を施
すことで求めたいレンズ面間隔ａ−ｂが正確に得られ
る。

【００５０】低コヒーレンス光源としては、コヒーレン
ス長が数十μｍのスーパールミネッセントダイオードが
よく知られているが、シングルモード発振の半導体レー
ザを閾値電流以下で動作させても同様な効果が得られ
る。また、短パルスレーザを用いてもよい。

【００５１】なお、光学系のアライメントをおこなう
際、光源が不可視光の場合には光源の波長に感度を有す
る可視化装置を用いるが、一般的に高価なので、光源の
波長が近赤外光であれば、市販の安価な液晶モニター付
のデジタルカメラを代わりに用いてもよい。一般的にデ
ジタルカメラの撮像素子の直前には、赤外カットフィル
ターが組み込まれているが、８００ｎｍ程度の近赤外光
には多少感度があるのでビームが写る。そこで、デジタ
ルカメラにカメラの取り込み画像をリアルタイムで直接
液晶モニターに表示できる機能があれば、この機能を利
用してビームをモニターすることにより高価な可視化装
置を用いなくても光学系の調整が容易におこなえる。 （第２実施形態）次に本発明の第２実施形態を図３に示
す。本実施形態例では、第１実施形態における反射鏡６
を用いる代わりに、被検レンズと光学的に等価な構成
で、レンズ間隔と厚さが厳密に調整され、それらの値が
既知のレンズ基準鏡枠を参照光学系として用いる。すな
わち、第１実施形態において、被検レンズ１４と同様な
構成の光学系を参照光学系とするものである。

【００５２】第１実施形態と同様に、低コヒーレンス光
源１から射出した光束は、コリメータレンズ２により平
行光となり、偏光子３で直線偏光になる。偏光ビームス
プリッタ４で反射と透過の２つに分割された光束のう
ち、一方は参照光として、１／４波長板５で円偏光とな
り、レンズ２０によりピンホール２１に集光する。ピン
ホール２１を透過した光はレンズ２２を通り、レンズ面
間隔が既知の参照レンズ２３に入射する。参照レンズ２
３に入射した光の集光位置に、参照レンズ２３の一つの
レンズ面頂があれば、そこで反射した光はレンズ２２、
ピンホール２１、レンズ２０、１／４波長板５を透過し
て、偏光ビームスプリッタ４を透過して、レンズ７で集
光して光電検出器８に入射し、被検レンズからの反射光
と重なり合って、両者の光路長差が光源のコヒーレンス
長の範囲内なら干渉信号が観測される。

【００５３】本実施形態における実際の測定としては、
まず、被検レンズ１４の測定したいレンズ面間隔の一方
のレンズ面頂ａに測定光が集光するようレンズ１３また
は１４を動かし、面頂ａからの反射光を得る。同様に、
参照レンズ２３では、被検レンズの面頂ａに相当するレ
ンズの面頂ａ’に集光させ、反射光を得る。ここで、２
つの光束を互いに重ねあわせ、光電検出器８で干渉信号
が観測されるようレンズ２２または２３を動かして調整
する。

【００５４】次に、被検レンズの測定したい間隔のもう
一方のレンズ面頂ｂからの反射光が得られるよう、レン
ズ１３を調整する。そして、レンズ２２を動かして、ｂ
に相当する参照レンズ２３の面頂ｂ’からの反射光が得
られるよう調整をおこなう。このとき、レンズ１３とレ
ンズ２２の移動距離が等しければ、ａ−ｂ間の距離と
ａ’−ｂ’間の距離とが等しいことがわかる。ａ−ｂ間
の距離とａ’−ｂ’間の距離とが異なる場合、レンズ１
３の移動量とレンズ１４の移動量の差から演算により被
検レンズのレンズ面間隔がわかる。

【００５５】本実施形態では参照光と測定光が光学的に
ほぼ等価な光学系を通るので、それぞれの光学系で収差
が発生しても、参照光、測定光とも等しく影響を受けキ
ャンセルされるので、レンズ系で発生する収差に対する
補正がほぼ不要となる。 （第３実施形態）図４に本発明の第３実施形態の構成を
示す。図４において、低コヒーレンス光源１から射出し
た光束は、コリメータレンズ２により略平行光となり、
偏光子（ポラライザ）３で直線偏光になる。コリメータ
レンズ２としては顕微鏡対物レンズを用いてもよい。

【００５６】この直線偏光を偏光ビームスプリッタ（Ｐ
ＢＳ）４で分割する際、偏光子３の透過軸の方位角を変
化させることで、透過光と反射光の光量比を任意に変化
させることができる。偏光ビームスプリッタ４で分割さ
れた光束のうち、反射光は参照光として、第１の１／４
波長板５で円偏光となり、反射鏡６で反射した後、再度
１／４波長板５を通り直線偏光になり、偏光ビームスプ
リッタ４を透過し、光電検出器８に入射する。反射鏡６
はリニアガイド等で移動することができ、さらにその移
動距離は測長器９により正確に測定できる。測長器９と
しては、マグネスケール、ガラススケール、レーザー測
長器などを用いればよい。

【００５７】一方、偏光ビームスプリッタ４で分割され
た透過光は測定光として、第２の１／４波長板１０を通
り円偏光になり、面の間隔や肉厚を測定したい被検光学
系１４の測定すべき一方の面ａの球心または面頂に向か
って光が入射するよう被検光学系１４の入射側に配置し
たレンズ３０の位置を調整する。このように調整するこ
とで、面ａで反射した光束はレンズ３０で、たとえば光
軸に対して±１０°以内の略平行光となる。そして、そ
の反射光は１／４波長板１０で直線偏光になり偏光ビー
ムスプリッタ４で反射し、光電検出器８に入射する。

【００５８】光電検出器８としては、１次元または２次
元の固体撮像素子、撮像管、フォトダイオード等を用い
ることができる。２次元の光電変換素子を用いれば、被
検光学系１４の測定すべき各面からの反射像がＣＲＴ上
で確認できるので、被検レンズの位置決めがしやすいメ
リットがある。

【００５９】ここで、被検光学系１４としては、カメ
ラ、デジタルカメラのズームレンズ、単焦点レンズ、顕
微鏡、内視鏡のレンズ、メガネレンズ、コンタクトレン
ズなどがある。

【００６０】光電検出器８、たとえば、フォトダイオー
ド、ＣＣＤ、Ｃ−ＭＯＳセンサ、撮像管、フォトマルチ
プライヤ、ラインセンサ、ＣｄＳ等では、反射鏡６で反
射された光（参照光）と、被検レンズで反射された光
（測定光）が重なり合い、両者の光路長差が光源のコヒ
ーレンス長の範囲内であれば干渉が生じ干渉信号が観測
される。光源１にコヒーレンス長が数十μｍ程度の低コ
ヒーレンス光源を用いれば、参照光と測定光の光路長差
がコヒーレンス長の範囲内になったとき干渉信号が観測
される。

【００６１】低コヒーレンス光源１としては、コヒーレ
ンス長が半値全幅０．１μｍ〜２００μｍまたは波長の
半値全幅で１ｎｍ〜５００ｎｍの光源を用いることがで
きる。たとえば、スーパールミネセントダイオード（Ｓ
ＬＤ）が近年よく知られているが、半導体レーザを閾値
電流以下で動作させるか、短パルスレーザ、ハロゲンラ
ンプ、ＬＥＤ等を用いてもよい。

【００６２】この状態で測長器９の表示値を記録する
か、リセットしておく。

【００６３】次に、被検光学系１４の測定すべきもう一
方の面ｂの球心または面頂に向かって光が入射するよう
レンズ３０の位置を調整し、面ｂからの反射光が光電検
出器８に入射するようにしておく。そして、反射鏡６の
位置を変化させ、干渉信号が得られる位置を求める。

【００６４】この位置での反射鏡６の位置を測長器９の
値を読み取る。この値と面ａで求めた値を差し引くこと
で、求めるべき間隔が得られる。

【００６５】ここで求めた値は空気換算長なので、測定
したい間隔の間の媒質が空気の場合、測長器９の表示値
がほぼそのまま求めるべき間隔となるが、間隔がガラス
のような光学的に密な媒質の場合、媒質の屈折率で割る
ことで実際の間隔を求めることができる。

【００６６】ここで、ＳＬＤ等の低コヒーレンス光源を
使用しているので、光源の波長に広がりがある。したが
って、媒質が波長分散を持つ場合、分散を考慮した群屈
折率を使用することで、正確な間隔が求められる。

【００６７】群屈折率ｎ_g は次の式で表される。

【００６８】 ｎ_g ＝ｎ_p −λ（ｄｎ_p ／ｄλ） ・・・式１ ここで、ｎ_p では位相屈折率を表し、λは波長を表す。
この考え方は本発明全般に使用できる。

【００６９】このとき、反射鏡６の位置は、被検光学系
１４の屈折率と面間隔がおよそ既知の場合には、干渉縞
が生じる位置をあらかじめ計算しておくとよい。

【００７０】干渉縞が生じる反射鏡６の位置ｚ_j+1 は次
式でおよそ計算できる。

【００７１】 ただし、ｚ_j+1 は、ｊ番目の反射光で生じる干渉縞が発
生する反射鏡６の位置である ｎ_giは、ｉ番目とｉ＋１番目の面の間の既知の媒質の群
屈折率である。ｔ_i は、ｉ番目とｉ＋１番目の面の間の
既知の間隔である。Ｃは、定数項で原点をどこにとるか
で変わる。

【００７２】なお、本実施例では、干渉縞の検出に光電
検出器を用いているが、干渉縞をスリガラス等のスクリ
ーン上に投影し、直接肉眼で観察してもよい。さらに、
光電検出器としてＴＶカメラを用いてＣＲＴで干渉縞を
肉眼で観察してもよいし、波形モニター、オシロスコー
プ等で信号を観察してもよい。

【００７３】光電検出器８の前には偏光子３１を設け
て、参照光と測定光の偏光状態をそろえることで干渉縞
のコントラストが向上する。

【００７４】干渉信号のコントラストを上げたい場合
は、その他に、偏光子３の方位角を変化させ、偏光ビー
ムスプリッタ４における反射光と透過光の光量比を変え
て参照光と測定光の反射光の強度をそろえることで、干
渉縞のコントラストが向上する。精度を上げるために
は、参照光と測定光の光量比がほぼ等しくなる、つまり
１：２０〜２０：１になるのがよい。そのためには光路
中にフィルター等を適宜挿入するかあるいは反射率の異
なる反射鏡等を使えばよい。

【００７５】なお、レンズ３０は省略して、コリメータ
レンズ２を光軸方向に適宜移動させ、測定面の球心近傍
あるいは面頂近傍に測定光が入射させるようにしてもよ
い。このようにしても面間隔測定は可能である。

【００７６】また、レンズ３０あるいはコリメータレン
ズ２は被検物により、適宜交換してもよい。

【００７７】測定対象としては、ズームレンズの面間隔
等の他に、レンズ面とフィルム面、レンズ面と圧板、レ
ンズ面とＣＣＤ撮像面の距離、カメラのファインダーの
プリズムの面間隔等を測定してもよい。

【００７８】第１実施形態において、信号処理手段１５
はなくてもよい。その場合は、信号処理手段１５で行う
処理を手計算、電卓で行えばよい。このとき、レンズ倍
率、収差成分の補正など一部の計算処理は省略してもよ
い。

【００７９】以下、本発明に共通して言えることを述べ
る。

【００８０】光電検出器８として、固体撮像素子を用い
た場合、光電検出器８の出力はオシロスコープ、波形モ
ニター、テレビディスプレイ等で観察し、干渉信号の強
度がピークになる、あるいは干渉縞のコントラストがピ
ークとなる反射鏡の位置を求めて、レンズ面間隔を求め
てもよい。

【００８１】また、球心近傍あるいは面頂近傍に測定光
を入射させるときの許容範囲は、被検面への入射光ある
いは射出光の光軸に対する角度で±１５°程度の誤差が
あってもよい。精密な測定の場合には誤差は±１０°以
内にすればよい。なぜなら、測定には光軸近傍で生じる
干渉縞をつかえばよいからである。このとき、たいてい
の場合、干渉縞は同心円状になるがコントラストが比較
的見やすいので都合がよい。

【００８２】また、本発明は、平面でない光学素子、あ
るいはそれら光学素子を含む光学系の面間隔の測定に使
えるが、これらの場合、より精度の良い測定を行うため
に大切なことは、それら被検物へ入射する光束が非平行
であることである。これは、光束を被検非平面の球心近
傍あるいは面頂近傍に入射させるために有効である。

【００８３】また、本発明は、光学素子の加工中の厚さ
の検査にも使える。光学素子がレンズの場合は、加工中
とは、レンズの屈折面の研磨、削り（精研削）中、レン
ズ１個の心取り加工中（コバの削り中）、レンズ組み立
て中の複数のレンズの面間隔調整と偏心調整（２個以上
のレンズの心合わせ）、接合レンズ後のレンズ肉厚管理
（接合レンズの心合わせ、接合レンズのレンズ厚、接着
剤の厚さ、エアースペース接合の場合のエアー間隔、両
レンズの心合わせ）が含まれる。

【００８４】図５は、図４に示した干渉計を用いて研磨
皿４０に貼った研磨加工中のレンズ４１の中心の厚さを
測定する例を示す。レンズ４１のｂ面は研磨前の砂ずり
後のざらざらした面でも研磨後の面でもよい。ａ面はあ
る程度光が透過する面の状態ならばよい。図中、４２は
ピッチで、ピッチ４２により研磨皿４０とレンズ４１を
固着する。

【００８５】図６に、干渉計の別の構成を示す。この構
成においては、低コヒーレンス光源１から出た光は、第
１の偏光ビームスプリッタ４で２つの偏光に分割され、
紙面に垂直な方向の振動方向を持つ光ｌ（点線）は可動
プリズム４３に入り、第２の偏光ビームスプリッタ４Ｂ
で、紙面内に振動方向を持つ光ｍ（実線）で再度一つに
なる。

【００８６】このとき、可動プリズム４３の位置を図に
示した座標のｘ軸方向に動かすことで、光ｍの光路と光
ｌの光路の差Δを自由に変えることができる。被検レン
ズ４１の予想される平均の厚さをｔ_s 、被検レンズ４１
の群屈折率をｎ_gsとすると、 ２ｎ_gs・（ｔ_s −２ｅ）≦Δ≦２ｎ_gs・（ｔ_s ＋２ｅ） ・・・式３ を満たすように可動プリズム４３で光路差Δを変えられ
るようにしておく。Δは式３の範囲を含んでいればよ
く、式３の範囲を越えていてもよい。ここで、ｅは被検
レンズ４１の厚さのバラツキ量である。

【００８７】第２の偏光ビームスプリッタで一つになっ
た光は偏光子３で直線偏光となり、ハーフプリズム４４
を透過し、レンズ３０を経由して被検レンズ４１に入射
する。被検レンズ４１のａ面、ｂ面で反射した光は、レ
ンズ３０、ハーフプリズム４４、レンズ４５を経由して
光電検出器８に入射し、ＴＶモニター４６に干渉光強度
が表示される。

【００８８】ここで、光ｍのうち、ｂ面で反射する光
と、光ｌのうち、ａ面で反射する光とに着目すると、光
ｌは光ｍよりΔだけ遅れて波束が被検レンズ４１に入射
するのだが、光ｌは手前のａ面で反射するため、ａ面で
反射後の光ｌとｂ面で反射後の光ｍとは光路差がおよそ
２ｎ_gs・ｔ_s だけ縮まり、 Δ＝２ｎ_gs・ｔ₄₁ ・・・式４ となったとき、干渉光の強度は最大となる。ここで、ｔ
₄₁は被検レンズ４１の真の厚さである。

【００８９】したがって、式３の範囲又はその近傍でΔ
を変えることで干渉光強度あるいは干渉縞のコントラス
トが最大になるようにすれば、式４からｔ₄₁が求まる訳
である。

【００９０】この例では、レンズ３０と被検レンズ４１
との間の距離が変化しても、光ｌ、ｍの共通光路となっ
ているため、ｔ₄₁の測定に影響を与えない点で優れてい
る。なお、被検レンズ４１への入射光はレンズ３０を用
いて被検レンズ４１のａ、ｂ面の中間あたりを目指して
集光するように入射させればよい。そのようにすれば、
ａ、ｂ面の面頂近傍に入射したことになり、見やすい干
渉縞を得ることができる。

【００９１】図６の例の測定対象はレンズ４１に限ら
ず、ズームレンズ、単焦点レンズ、等、前述したように
本発明の他の実施例と同様な対象も測定可能である。特
に、複数のレンズからなる光学系の面間隔測定に効果が
ある。

【００９２】また、本発明に共通して言えることである
が、測定対象としては既に述べた対象に加えて、各種機
械、すなわち光学素子の製造装置、光学装置の製造装置
など、光学関連製造装置、あるいは光学以外の機械の面
間隔なども含まれる。光学素子、光学系、光学装置、各
種機械を含めて、特に面形状が非平面の場含に本発明は
有効である。面形状が非球面の場含には、光束入射点近
傍での接球面あるいは近似球面に対して、これまでの説
明を適用すればよい。たとえば、“球心”としては接球
面あるいは近似球面の球心を当てはめればよい。

【００９３】以上は、主としてトワイマングリーン型の
干渉計の例を述べたが、マッハツェンダー型、フィゾー
型あるいはファイバーを用いた干渉計で構成してもよ
い。

【００９４】また、本発明の面間隔測定方法および装置
の適用例として、ズームレンズのレンズ群間隔測定があ
る。ズームレンズでは、ズーム状態の変化に伴う、各レ
ンズ群の移動量を正確に測定したいという要求が強い。
このとき、間隔を測定したいズームレンズを被検レンズ
として、参照側に被検レンズと同様の構成で、各ズーム
状態に対応するレンズ間隔が正確にわかっている基準光
学鏡筒を用いれば、基準光学系との差を本発明の方法で
測定することで、レンズ群間隔を正確に求めることがで
きる。

【００９５】なお、各種光学機器の光学系の製造工程で
は、レンズ間隔が設計値どおりにできているか検査する
必要がしばしばあるが、本発明の面間隔測定器を光学系
の組立て時に使用すれば、レンズ間隔が容易に測定でき
るので、調整も簡単におこなえるようになる。

【００９６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の面間隔測定方法および装置によって、レンズ、ミラ
ー、プリズム等の光学素子の面間隔が、非破壊、非接触
で高精度な測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面間隔測定方法の基本的な構成を示す
図である。

【図２】本発明の第１実施形態を示す図である。

【図３】本発明の第２実施形態を示す図である。

【図４】本発明の第３実施形態を示す図である。

【図５】図４に示した干渉計を用いて研磨皿に貼った研
磨加工中のレンズの中心の厚さを測定する例を示す図で
ある。

【図６】干渉計の別の構成を示す図である。

【符号の説明】

１、１０１…低コヒーレンス光源 ２…コリメータレンズ ３…偏光子（ポラライザ） ４、４Ｂ…偏光ビームスプリッタ ５、１０…１／４波長板 ６、１０３…反射鏡 ７、１１、１３、２０、２２、３０、４５…レンズ ８、１０５…光電検出器 ９…測長器 １２、２１…ピンホール １４、４１…被検レンズ（被検光学系） １５…信号処理手段 ２３…参照レンズ ３１…偏光子（ナラライザ） ４０…研磨皿 ４２…ピッチ ４３…可動プリズム ４４…ハーフプリズム ４６…ＴＶモニター １０２…光束分割素子 １０４…被検物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今村文美 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA22 AA30 BB05 CC22 DD03 FF51 FF61 FF67 GG02 GG04 GG07 HH03 HH13 JJ03 JJ18 JJ26 LL04 LL06 LL09 LL12 LL13 LL21 LL33 LL36 LL37 QQ13 SS13 UU07

Claims (40)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空間的コヒーレンス長が短い低コヒーレ
   ンス光源と、該低コヒーレンス光源から射出された光束
   を分割する光束分割手段と、該光束分割手段により分割
   された一方の光束の光路長を変化させ光束を反射させる
   手段を有する光路長変化手段と、前記光束分割手段によ
   り分割された他方の光束が被検物たる光学系に入射して
   反射した反射光と前記光路長変化手段からの反射光とを
   重畳させて生ずる干渉信号を検出する光強度検出手段と
   を備え、該光強度検出手段からの信号と前記光路長変化
   手段からの情報を演算処理することにより間隔を測定す
   ることを特徴とする面間隔測定方法および装置。
2. 【請求項２】 前記低コヒーレンス光源から射出した光
   を略平行光束にする光束成形手段と、前記略平行光束を
   任意の偏光状態にする偏光状態変換手段と、前記略平行
   光束を分割する光束分割手段と、該光束分割手段により
   分割された一方の光束の偏光状態を変換する第２の偏光
   状態変換手段と、該第２の偏光状態変換手段により偏光
   状態が変化した光束を反射する反射手段と、該反射手段
   を移動せしめる移動手段と、前記反射手段の移動量を測
   定する移動量測定手段と、前記光束分割手段により分割
   された他方の光束を集光する集光手段と、該集光手段に
   よる集光位置に配置されたピンホールと、該ピンホール
   からの光束を測定すべき面間隔を有する被検物へと導き
   該被検物の任意の面へ集光せしめるような調整手段を伴
   った光学素子と、前記光束分割手段で分割された２つの
   光束を重ねあわせる光束合成手段と、該光束合成手段に
   より重ね合わされた光束の光強度を電気信号に変換する
   光電変換手段と、該光電変換手段からの信号と前記移動
   量測定手段からの情報を処理する信号処理手段と、を具
   備したことを特徴とする請求項１に記載の面間隔測定方
   法および装置。
3. 【請求項３】 前記低コヒーレンス光源として、スーパ
   ールミネッセントダイオードを用いたことを特徴とす
   る、請求項１に記載の面間隔測定方法および装置。
4. 【請求項４】 前記低コヒーレンス光源として、閾値電
   流以下で動作させた半導体レーザを用いたことを特徴と
   する、請求項１に記載の面間隔測定方法および装置。
5. 【請求項５】 前記低コヒーレンス光源として、パルス
   レーザを用いたことを特徴とする、請求項１に記載の面
   間隔測定方法および装置。
6. 【請求項６】 前記低コヒーレンス光源として、赤外光
   を用いたことを特徴とする、請求項１に記載の面間隔測
   定方法および装置。
7. 【請求項７】 前記低コヒーレンス光源として、可視光
   を用いることを特徴とする、請求項１に記載の面間隔測
   定方法および装置。
8. 【請求項８】 前記光電変換手段として、フォトダイオ
   ードまたはフォトマルチプライヤまたはラインセンサま
   たは固体撮像素子を用いたことを特徴とする請求項１に
   記載の面間隔測定方法および装置。
9. 【請求項９】 前記光束分割手段により分割された一方
   の光束を反射させる手段として、被検物と光学的に等価
   な構成の光学系を用いたことを特徴とする、請求項１に
   記載の面間隔測定方法および装置。
10. 【請求項１０】 被検物たる複数の光学素子から構成さ
    れる光学系として、ズームレンズの光学系を用いたこと
    を特徴とする、請求項１に記載の面間隔測定方法および
    装置。
11. 【請求項１１】 光学系のアライメントにデジタルカメ
    ラを用いたことを特徴とする、請求項１に記載の面間隔
    測定方法および装置。
12. 【請求項１２】 各種光学機器の光学系の組立て工程に
    おいて、請求項１乃至１１に記載の面間隔測定方法およ
    び装置を用いてレンズの間隔調整をおこなう方法。
13. 【請求項１３】 空間的コヒーレンス長が短い低コヒー
    レンス光源と、該低コヒーレンス光源から射出された光
    束を分割する光束分割手段と、該光束分割手段により分
    割された一方の光束の光路長を変化させる光路長変化手
    段と、前記光束分割手段により分割された他方の光束が
    被検物たる光学系に入射し、該光学系からの反射光また
    は透過光と、前記光路長変化手段を経由した光束とを重
    畳させて生ずる干渉信号を検出し、前記光路長変化手段
    からの情報とから、間隔を測定することを特徴とする面
    間隔測定方法および装置。
14. 【請求項１４】 前記低コヒーレンス光源から射出した
    光を略平行光束にする光束整形手段と、前記略平行光束
    を任意の偏光状態にする偏光状態変換手段と、前記略平
    行光束を分割する光束分割手段と、該光束分割手段によ
    り分割された一方の光束の偏光状態を変換する第２の偏
    光状態変換手段と、該第２の偏光状態変換手段により偏
    光状態が変化した光束を反射する反射手段と、該反射手
    段を移動せしめる移動手段と、前記反射手段の移動量を
    測定する移動量測定手段と、前記光束分割手段により分
    割された他方の光束の偏光状態を変換する第３の偏光状
    態変換手段と、該第３の偏光状態変換手段により偏光状
    態が変化した光束を測定すべき面間隔を有する被検物た
    る光学系へと導き、測定すべき面の略球心または面頂に
    向かって光束が入射するような調整手段を伴った光学素
    子と、前記光束分割手段で分割された２つの光束を重ね
    合わせる光束合成手段と、該光束合成手段により重ね合
    わされた光束の光強度を電気信号に変換する光電変換手
    段と、該光電変操手段からの信号と前記移動量測定手段
    からの情報とから、面間隔を測定することを特徴とする
    請求項１３記載の面間隔測定方法および装置。
15. 【請求項１５】 前記低コヒーレンス光源から射出した
    光を略平行光束にする光束整形手段と、前記略平行光束
    を分割する光束分割手段と、該光束分割手段により分割
    された一方の光束を反射する反射手段と、該反射手段を
    移動せしめる移動手段と、前記反射手段の移動量を測定
    する移動量測定手段と、前記光束分割手段により分割さ
    れた他方の光束を測定すべき面間隔を有する被検物たる
    光学系へと導き、該被検物の任意の面で反射した反射光
    と、前配光路長変化手段からの反射光とを重畳させて生
    ずる干渉信号を検出する光強度検出手段とを備え、該光
    強度を電気信号に変換する光電変換手段と、該光電変換
    手段からの信号と前記移動量測定手段からの情報とか
    ら、面間隔を測定することを特徴とする請求項１３記載
    の面間隔測定方法および装置。
16. 【請求項１６】 前記低コヒーレンス光源から射出した
    光を所望の形状の光束に整形する光束整形手段と、光束
    を所望の偏光状態にする偏光状態変換手段と、光束分割
    手段と、該光束分割手段により分割された一方の光束の
    偏光状態を変換する第２の偏光状態変換手段と、該第２
    の偏光状態変換手段により偏光状態が変化した光束を反
    射する反射手段と、該反射手段を移動せしめる移動手段
    と、前記反射手段の移動量を測定する移動量測定手段
    と、前記光束分割手段により分割された他方の光束の偏
    光状態を変換する第３の偏光状態変換手段と、該第３の
    偏光状態変換手段により偏光状態が変化した光束を測定
    すべき面間隔を有する被検物たる光学系へと導き、測定
    すべき面に向かって光束が入射するような調整手段を伴
    った光学素子と、前記光束分割手段で分割された２つの
    光束を重ね合わせる光束合成手段と、該光束合成手段に
    より重ね合わされた光束の光強度を電気信号に変換する
    光電変換手段と、該光電変換手段からの信号と前記移動
    量測定手段からの惰報とから、面間隔を測定することを
    特徴とする請求項１３記載の面間隔測定方法および装
    置。
17. 【請求項１７】 コヒーレンス長が短い光源から射出さ
    れた光束を光束分割素子により分割し、一方は参照光と
    して反射部材で反射され、他方は測定光として間隔や厚
    さを測定すべき被検物へと導き、前記参照光および測定
    光を前記光束分割素子で重ねあわせ、被検物の一方の面
    からの反射光と、前記反射部材からの反射光との光路長
    差が光源のコヒーレンス長以内のときに生ずる干渉信号
    を検出し、被検物の他方の面からの反射光に対し、前記
    反射部材を移動して光路長を変化させ干渉信号が得られ
    たとき、前記反射部材の移動量から前記被検物の間隔を
    測定することを特徴とする光学素子または光学系または
    光学装置の面間隔を求める方法または装置。
18. 【請求項１８】 低コヒーレンス光源から射出された光
    束を参照光と被検物へ入射する測定光とに分割し、被検
    物から反射された測定光と参照光とを干渉させて、その
    干渉信号から面間隔を求める方法または装置。
19. 【請求項１９】 コヒーレンス長が短い光源から射出さ
    れた光束を光束分割手段により分割し、一方を参照光
    と、他方は測定光として間隔を測定すべき被検物へと導
    き、前記参照光と測定光を重畳させ、光学素子または光
    学系または光学装置または各種機械の面間隔を求める方
    法または装置。
20. 【請求項２０】 コヒーレンス長が短い光源を用いた干
    渉計と、前記干渉計の光路中に被検物を配置して干渉を
    生じさせ、光学素子または光学系または光学装置または
    各種機械の面間隔を求める方法または装置。
21. 【請求項２１】 コヒーレンス長の短い光源と、測定光
    光路と、参照光光路とを備え、被測定物に前記光源から
    の光を入射し、その出射光と参照光光路の光を干渉させ
    て、光学素子または光学系または光学装置または各種機
    械の面間隔を求める方法または装置。
22. 【請求項２２】 被測定面に非平面を含むことを特徴と
    する請求項１９から２１の何れか１項記載記載の光学素
    子または光学系または光学装置または各種機械の面間隔
    を求める方法または装置。
23. 【請求項２３】 被測定物に入射する光路中に少なくと
    も１枚のレンズを含むことを特徴とする請求項１９から
    ２１の何れか１項記載記載の光学素子または光学系また
    は光学装置または各種機械の面間隔を求める方法または
    装置。
24. 【請求項２４】 共通光路中に少なくとも１枚のレンズ
    を含むことを特徴とする請求項１９から２１の何れか１
    項記載記載の光学素子または光学系または光学装置また
    は各種機械の面間隔を求める方法または装置。
25. 【請求項２５】 被測定物がズームレンズを含むことを
    特徴とする請求項１９から２１の何れか１項記載記載の
    光学素子または光学系または光学装置または各種機械の
    面間隔を求める方法または装置。
26. 【請求項２６】 レンズ厚を測定するときに、群屈折率
    を用いることを特徴とする請求項１９から２１の何れか
    １項記載記載の光学素子または光学系または光学装置ま
    たは各種機械の面間隔を求める方法または装置。
27. 【請求項２７】 干渉縞をＴＶモニター上で観察するこ
    とを特徴とする請求項１９から２１の何れか１項記載記
    載の光学素子または光学系または光学装置または各種機
    械の面間隔を求める方法または装置。
28. 【請求項２８】 同心円状の干渉縞またはその一部の縞
    を見ることを特徴とする請求項１９から２１の何れか１
    項記載記載の光学素子または光学系または光学装置また
    は各種機械の面間隔を求める方法または装置。
29. 【請求項２９】 被検物に対し、非平行光束を入射させ
    ることを特徴とする請求項１９から２１の何れか１項記
    載記載の光学素子または光学系または光学装置または各
    種機械の面間隔を求める方法または装置。
30. 【請求項３０】 球心近傍あるいは面頂近傍に測定光を
    入射させるときの光束の光軸に対する角度が光学的理論
    値に対し、±１５°以内であることを特徴とする請求項
    １９から２１の何れか１項記載記載の光学素子または光
    学系または光学装置または各種機械の面間隔を求める方
    法または装置。
31. 【請求項３１】 被検物が加工中の光学素子であること
    を特徴とする請求項１９から２１の何れか１項記載記載
    の光学素子または光学系または光学装置または各種機械
    の面間隔を求める方法または装置。
32. 【請求項３２】 コヒーレンス長の短い光源からの光束
    に異なる複数の光路長を与えた上で、被検物に入射し、
    反射光の干渉光を調べることで光学素子または光学系ま
    たは光学装置または各種機械の面間隔を求める方法また
    は装置。
33. 【請求項３３】 コヒーレンス長の短い光源からの光束
    を複数に分割し、それぞれ異なる光路長を与えた上で、
    被検物に入射し、反射光の干渉光を調べることで光学素
    子または光学系または光学装置または各種機械の面間隔
    を求める方法または装置。
34. 【請求項３４】 コヒーレンス長の短い光源からの光束
    を複数に分割し、それぞれ異なる光路長を与えた上で、
    統合し、その光束を被検物に入射し、反射光の干渉光強
    度、あるいは干渉縞のコントラストを調べることで光学
    素子または光学系または光学装置または各種機械の面間
    隔を求める方法または装置。
35. 【請求項３５】 コヒーレンス長が短い光源を用いた干
    渉計と、前記干渉計の光路中に被検物を配置して干渉を
    生じさせる面間隔を求める方法または装置。
36. 【請求項３６】 コヒーレンス長の短い光源と、測定光
    光路と、参照光光路とを備え、被測定物に前記光源から
    の光を入射し、その出射光と参照光光路の光を干渉させ
    て面間隔を求める方法または装置。
37. 【請求項３７】 低コヒーレンス光源から射出した光束
    を光束分割素子で分割し、一方は参照光として反射鏡で
    反射され、他方は測定光として間隔を測定すべき被検物
    へと導かれ、前記参照光の光路長が可変できるようにな
    っており、前記参照光と前記測定光とは前記光束分割素
    子で重なり合わされ、被検物の任意のの面からの反射光
    と前記反射鏡からの反射光との光路長差が前記光源のコ
    ヒーレンス長以内であれば干渉を生じ、光電検出器でそ
    の干渉信号が検出され、次に、被検物のもう一つの面か
    らの反射光に対し、前記反射鏡を移動して光路長を変化
    させ前記光電検出器で干渉信号が得られたとき、前記反
    射鏡の移動距離を測定することにより前記２つの面の間
    隔を求めることを特徴とする面間隔測定方法および装
    置。
38. 【請求項３８】 低コヒーレンス光源から光束が射出さ
    れ、その光束を光束分割素子で測定光と参照光に分割
    し、測定光側には複数のレンズ面の面間隔を測定すべき
    被検物たるレンズを配置し、参照光側には反射鏡を設置
    し、参照光側光路の光路長と測定光側光路の光路長との
    光路差が光源のコヒーレンス長以内に調整できるように
    参照光側光路の光路長が可変になっており、この測定光
    側光路と参照光側光路とを重なり合わせ、その重なり合
    った光路を光電検出器で受光して光源のコヒーレンス長
    以内での光路差による干渉縞の発生を検出できるように
    し、 まず、被検レンズ面の一つのレンズ面にて干渉縞を検出
    し、次に他の被検レンズ面にて干渉縞を検出すべく、前
    記他の被検レンズ面による測定光側光路の光路長に対し
    て光路長差を光源のコヒーレンス長以内にするように参
    照光側光路の光路長を変化させ、前記他の被検レンズ面
    にて干渉縞を検出させ、このときの参照光側光路の光路
    長の変化量によって前記被検レンズ面と前記他の被検レ
    ンズ面との面間隔を測定する面間隔測定方法および装
    置。
39. 【請求項３９】 前記被検レンズ面の曲面による測定誤
    差を減少させるように、前記測定光側光路の光束の直径
    （Ｒ₀ ）が前記被検レンズ面の直径（Ｒ_s ）に対して、
    ２／３以下（３Ｒ₀ ＜２Ｒ_s ）となるように光束径を変
    化させる光学素子（例えば、光源近傍あるいはコリメー
    タレンズ近傍に配置した開口）を光路中に配置したこと
    を特徴とする請求項３８記載の面間隔測定方法および装
    置。
40. 【請求項４０】 前記測定光側光路の光路長に対して光
    路長差を光源のコヒーレンス長以内にするように参照光
    側光路の光路長を変化させるため、前記参照光側光路中
    に配置された反射鏡が光路に沿って移動可能にセッティ
    ングされていることを特徴とする請求項３８記載の面間
    隔測定方法および装置。