JP2008304200A - 偏芯測定用ヘッドの高さ位置調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの偏芯測定用ヘッドを備えた偏芯量測定装置において、被検光学素子が載置保持される基台の下方に配置された第２の偏芯測定用ヘッドの測定時における高さ位置を、容易かつ高精度に調整することが可能な偏芯測定用ヘッドの高さ位置調整方法を得る。
【解決手段】第１および第２測定ヘッド１０Ａ，１０Ｂの各焦点面が互いに重なるときの初期位置Ｏ_Ｐ１から、第１測定ヘッド１０Ａの焦点面がレンズ面５１ａの近軸領域と重なるときの原点位置Ｏ_１までの第１測定ヘッド１０Ａの位置変化量ΔＨ_１と、第２測定ヘッド１０Ｂの初期位置Ｏ_Ｐ２と、レンズ体５の全長Ｄ_Ｌとに基づき、第２測定ヘッド１０Ｂの原点位置Ｏ_２を算定し、この原点位置Ｏ_２と、レンズ面５２ａの近軸曲率中心Ｃ_３からレンズ面５２ｂまでの距離の設計値Ｄ_Ｒとに基づき、第２測定ヘッド１０Ｂの測定時高さ位置Ｏ_ｍ２を算定し、そこへ第２測定ヘッド１０Ｂを移動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検光学素子が載置保持される基台を挟んで、基台の一方の側（例えば、上方）に位置する第１の偏芯測定用ヘッドと基台の他方の側（例えば、下方）に位置する第２の偏芯測定用ヘッドとが互いに対向するように配置された偏芯量測定装置において、測定時における第２の偏芯測定用ヘッドの高さ位置を調整するための偏芯測定用ヘッドの高さ位置調整方法に関する。

従来の偏芯量測定装置としては、偏芯測定用ヘッドを１つだけ有しているもの（例えば、特許文献１参照）と、上述のように互いに対向配置された２つの偏芯測定用ヘッドを有しているもの（例えば、特許文献２参照）とが知られているが、どちらもオートコリメーション法と称される測定手法が適用されているのが一般的である。

オートコリメーション法では、偏芯測定用ヘッドの焦点面に被検光学素子の被検面の近軸曲率中心が位置するように高さ調整を行った後、被検面を所定の回転軸回りに回転させながら、上記焦点面に所定形状の指標の像を結像させる。この指標の像は、被検面を介してリレーされ、上記焦点面と共役な位置関係にある撮像面上に結像されるが、このとき被検面が偏芯していると、被検面の回転に伴って指標の像が円形の軌跡を描くように移動するので、この円の半径を計測することで被検面の偏芯量を求めることができる。

２つの偏芯測定用ヘッドを有している偏芯量測定装置では、通常は、上方に配置された偏芯測定用ヘッド（以下、「上側測定ヘッド」と称する）を用いて測定を行い、上側測定ヘッドでは測定し得ない被検面（基台に設置された状態では、上側測定ヘッドから離れた位置に近軸曲率中心が位置するため、上側測定ヘッドの焦点面に近軸曲率中心を位置させることができないような被検面）については、下方に配置された偏芯測定用ヘッド（以下、「下側測定ヘッド」と称する）を用いて測定することができるという利点がある。

特開２００７−１７４３１号公報 特開２００５−５５２０２号公報

しかしながら、２つの偏芯測定用ヘッドを有している偏芯量測定装置は、下側測定ヘッドの高さ位置調整（下側測定ヘッドの焦点面に、被検面の近軸曲率中心を位置させるための調整）が難しいという問題がある。

その要因としては、下側測定ヘッドの場合、被検光学素子との間に基台が介在するため、被検光学素子との距離を実測することが難しく、高さ調整の際の基準となる位置（以下「原点位置」と称する）を設定し難いことが挙げられる。

上側測定ヘッドの場合は、被検光学素子との間に基台が介しないので、例えば、基台に設置された被検光学素子において最も上方に位置するレンズ面（以下「最上レンズ面」と称する）の近軸領域と、上側測定ヘッドの焦点面とが互いに重なるような高さ位置に、上側測定ヘッドを移動させ、このときの高さ位置を上側測定ヘッドの原点位置として設定することが可能となる。このような設定方法は、上記最上レンズ面から反射されて、上側測定ヘッドの撮像面に結像される指標の像を観察しながら行うことが可能であり、設定精度が高い。

このような設定方法を下側測定ヘッドに適用し、例えば、基台に設置された被検光学素子において最も下方に位置するレンズ面（以下「最下レンズ面」と称する）の近軸領域と、下側測定ヘッドの焦点面とが互いに重なるような高さ位置に、下側測定ヘッドを移動させようとしても、基台が障害となってできないことがある。このため従来は、上記最下レンズ面と下側測定ヘッドとの距離を別の測定手段を用いて測定し、その測定値に基づき、下側測定ヘッドの原点位置を設定するといった手法が採られているが、このような手法は手順が煩雑であり、また高精度に高さ調整を行うことが難しい。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、２つの偏芯測定用ヘッドを有している偏芯量測定装置において、被検光学素子が載置保持される基台の他方の側に配置された第２の偏芯測定用ヘッドの測定時における高さ位置を、容易かつ高精度に調整することが可能な偏芯測定用ヘッドの高さ位置調整方法を提供することを目的とする。

本発明に係る偏芯測定用ヘッドの高さ位置調整方法は、複数のレンズ面を有してなる被検光学素子が載置保持される基台を挟んで、該基台の一方の側に位置する第１の偏芯測定用ヘッドと、該基台の他方の側に位置する第２の偏芯測定用ヘッドとが、互いに対向するように配置されてなり、
前記第１の偏芯測定用ヘッドおよび前記第２の偏芯測定用ヘッドは、前記基台に載置保持された前記被検光学素子に対し、光源からの光を所定形状の指標を介して照射し、該指標の像を焦点面に結像させる照射用光学系と、近軸曲率中心が前記焦点面に位置するレンズ面からの反射光または透過光を撮像面上に導き該反射光または透過光により形成される前記指標の像を撮像面上に結像させる結像用光学系と、をそれぞれ備えてなる偏芯量測定装置において、
前記第２の偏芯測定用ヘッドの測定対象となる所定の被検レンズ面の近軸曲率中心と、該第２の偏芯測定用ヘッドの前記焦点面とが互いに重なるように、該第２の偏芯測定用ヘッドを測定時高さ位置に移動する偏芯測定用ヘッドの高さ位置調整方法であって、
前記被検光学素子が前記基台に載置保持されていない状態において、前記第１の偏芯測定用ヘッドの前記焦点面と、前記第２の偏芯測定用ヘッドの前記焦点面とが互いに重なるように、これら第１および第２の偏芯測定用ヘッドの相対的な高さ調整を行い、この高さ調整が完了した時点における該第１および第２の偏芯測定用ヘッドの各高さ位置を第１および第２初期位置としてそれぞれ記録する両ヘッド初期位置記録ステップと、
前記被検光学素子が前記基台に載置保持された状態において、前記第１の偏芯測定用ヘッドの前記焦点面が、前記被検光学素子の所定の第１レンズ面の近軸領域と重なるように、該第１の偏芯測定用ヘッドの高さ調整を行い、この高さ調整が完了した時点における該第１の偏芯測定用ヘッドの高さ位置を第１原点位置として記録する第１ヘッド原点位置記録ステップと、
前記第１の偏芯測定用ヘッドの前記第１初期位置と前記第１原点位置との距離の差分値、前記被検光学素子の所定の第２レンズ面から前記第１レンズ面までの距離の設計値、および前記第２の偏芯測定用ヘッドの前記第２初期位置に基づき、前記第２の偏芯測定用ヘッドの前記焦点面が前記第２レンズ面の近軸領域と重なるときの該第２の偏芯測定用ヘッドの高さ位置を算定し、これを第２原点位置として記録する第２ヘッド原点位置算定記録ステップと、
前記第２の偏芯測定用ヘッドの前記第２原点位置と、前記被検レンズ面の前記近軸曲率中心から前記第２レンズ面までの距離の設計値とに基づき、前記第２の偏芯測定用ヘッドの前記測定時高さ位置を算定し、この算定された測定時高さ位置に前記第２の偏芯測定用ヘッドを移動する第２ヘッド測定時位置調整ステップと、をこの順に行うことを特徴とする。

本発明に係る偏芯測定用ヘッドの高さ位置調整方法において、前記両ヘッド初期位置記録ステップにおける前記第１および第２の偏芯測定用ヘッドの相対的な高さ調整は、前記第１の偏芯測定用ヘッドにより該第１の偏芯測定用ヘッドの前記焦点面に結像された前記指標の像が、前記第２の偏芯測定用ヘッドの前記結像光学系を介して該第２の偏芯測定用ヘッドの前記撮像面上に結像されるようにして行うことができる。

また、前記第１ヘッド原点位置記録ステップにおける前記第１の偏芯測定用ヘッドの高さ調整は、該第１の偏芯測定用ヘッドから前記第１レンズ面に照射され該第１レンズ面から前記第１の偏芯測定用ヘッドに戻る反射光によって、該第１の偏芯測定用ヘッドの前記撮像面に前記指標の像が結像されるようにして行うことができる。

本発明においては、第１の偏芯測定用ヘッドが基台の上方に配置され、第２の偏芯測定用ヘッドが基台の下方に配置される場合を主に想定しているが、そのような態様に限定するものではない。第１の偏芯測定用ヘッドが基台の下方に配置され、第２の偏芯測定用ヘッドが基台の上方に配置される態様や、第１および第２の偏芯測定用ヘッドが基台を挟んで、基台の左右両側にそれぞれ配置される態様も含むものである。なお、第１および第２の偏芯測定用ヘッドが基台の左右両側にそれぞれ配置される態様における高さ調整とは、左右方向の位置調整を意味する。

本発明に係る偏芯測定用ヘッドの高さ位置調整方法によれば、第２の偏芯測定用ヘッドにおいて高さ位置調整の基準となる原点位置（第２原点位置）を、第１の偏芯測定用ヘッドの移動量に基づいて算定することができるので、基台が障害となって、このような原点位置に第２の偏芯測定用ヘッドの焦点面を合わせることができないような場合でも、第２の偏芯測定用ヘッドの測定時の高さ位置調整を、容易かつ高精度に行うことが可能となる。

以下、本発明に係る偏芯測定用ヘッドの高さ位置調整方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、本発明を適用する偏芯量測定装置の構成について説明する。図３は本発明を適用する偏芯量測定装置の概略構成図である。

図３に示す偏芯量測定装置１は、被検光学素子としてのレンズ体５の各レンズ面の偏芯量を、オートコリメーション法を適用して測定するものであり、第１の偏芯測定用ヘッド（以下「第１測定ヘッド」と称する）１０Ａおよび第２の偏芯測定用ヘッド（以下「第２測定ヘッド」と称する）１０Ｂと、レンズ体５を回転可能に保持する基台２０と、偏芯量を算定するための各種演算等を行う解析演算部３０と、第１測定ヘッド１０Ａおよび第２測定ヘッド１０Ｂを図中上下方向に移動可能に保持するＺ軸ステージ４０とを備えてなる。

上記第１測定ヘッド１０Ａおよび上記第２測定ヘッド１０Ｂは、上記基台２０を挟んで互いに対向するように、第１測定ヘッド１０Ａが基台２０の上方に、第２測定ヘッド１０Ｂが基台２０の下方にそれぞれ配置されている。これら第１測定ヘッド１０Ａおよび第２測定ヘッド１０Ｂは、レンズ体５に照射される光束を出力する光源１１と、光源１１から出力された光束を通過させる、指標としての十字形状のスリット（以下「レチクル」と称する）を有するレチクル板１２と、レチクル板１２からの光束を直角に反射するビームスプリッタ１３と、入射された光束を平行光束とするコリメータレンズ１４と、平行光束を各々の光収束点Ｐ_１，Ｐ_２に収束せしめる対物レンズ１５と、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子１６を搭載した撮像カメラ１７とを、それぞれ備えている。

なお、本実施形態においては、上記レチクル板１２、上記ビームスプリッタ１３、上記コリメータレンズ１４、および上記対物レンズ１５等により照射用光学系が構成されており、上記対物レンズ１５、上記コリメータレンズ１４、上記ビームスプリッタ１３等により結像用光学系が構成されている。また、上記光収束点Ｐ_１は、上記第１測定ヘッド１０Ａの（対物レンズ１５の）焦点と一致し、上記光収束点Ｐ_２は、上記第２測定ヘッド１０Ｂの（対物レンズ１５の）焦点と一致しており、第１測定ヘッド１０Ａおよび第２測定ヘッド１０Ｂは、各々の焦点面（光収束点Ｐ_１，Ｐ_２がそれぞれ位置する面；図示略）に、上記レチクルの像を結像し得るように構成されている。

一方、上記レンズ体５は、２枚のレンズ５１，５２を鏡筒５３内に保持してなる。また、被検面としての各レンズ面５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂのうち、図中上方から３番目に位置するレンズ面５２ａについては、その近軸曲率中心Ｃ_３がかなり下方に位置するため、図３に示すようにレンズ体５が設置された状態では、上記第１測定ヘッド１０Ａの焦点面にレンズ面５２ａの近軸曲率中心Ｃ_３を位置せしめることができない。このため、レンズ面５２ａの偏芯量については、上記第２測定ヘッド１０Ｂを用いて測定が行われる。ただし、基台２０の高さ方向の長さは、第２測定ヘッド１０Ｂの焦点距離よりも長く構成されており、このため、基台２０にレンズ体５が設置された状態において、第２測定ヘッド１０Ｂの焦点面にレンズ面５２ａの近軸曲率中心Ｃ_３が位置するように第２測定ヘッド１０Ｂを移動しようとしても、基台２０が障害となってできないようになっている。

上記基台２０は、上記レンズ体５が載置される載置部材２１と、この載置部材２１を支持するＸＹ軸ステージ２２および回転ステージ２３とを備えてなり、支持部２４を介して上記Ｚ軸ステージ４０に支持されている。ＸＹ軸ステージ２２は、載置部材２１に載置されたレンズ体５の光軸Ｂと、第１測定ヘッド１０Ａおよび第２測定ヘッド１０Ｂの各光軸Ｚ_１，Ｚ_２との位置調整を行う際に用いられるものであり、載置部材２１に載置されたレンズ体５を、上記第１測定ヘッド１０Ａおよび上記第２測定ヘッド１０Ｂの各光軸Ｚ_１，Ｚ_２と略直交する面内において移動し得るように構成されている。また、回転ステージ２３は、載置部材２１に載置されたレンズ体５を、図示した回転軸Ａを中心として回転させ得るように構成されている。さらに、ＸＹ軸ステージ２２および回転ステージ２３には、載置部材２１に載置されたレンズ体５を図中下方（第２測定ヘッド１０Ｂ側）より観察し得るようにするための窓部２５が設けられている。

なお、上記載置部材２１としては、その上方端面縁部においてレンズ体５を支持する円筒形状のものを用いてもよいが、本願出願人により既に特許庁に対し開示されている特願２００６−１５７１９８号明細書（以下「特許文献３」と称する）の図３に示すような、Ｖブロックと回転円板よりなるチャック機構を用いてもよい。

上記解析演算部３０は、測定の際に撮像された各画像の解析等を行う、コンピュータ等からなる解析手段としての解析装置３１と、解析結果や各画像等を表示する画像表示装置３２と、解析装置３１に対する各種入力を行うための入力装置３３とを備えてなる。

上記Ｚ軸ステージ４０は、基部４１と、この基部４１に立設されたガイド部４２と、このガイド部４２に沿って図中上下方向に移動可能に設けられ、上記第１測定ヘッド１０Ａおよび上記第２測定ヘッド１０Ｂそれぞれを保持する可動部４３Ａおよび４３Ｂとを備えてなる。このＺ軸ステージ４０は、上記レンズ体５の偏芯量を測定する際に、上記第１測定ヘッド１０Ａまたは上記第２測定ヘッド１０Ｂの焦点面に、上記各レンズ面５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂのうち測定対象となる被検レンズ面の近軸曲率中心が位置するように（例えば、レンズ面５２ａの偏芯量を測定する場合には、第２測定ヘッド１０Ｂの焦点面に近軸曲率中心Ｃ_３が位置するように）、第１測定ヘッド１０Ａおよび第２測定ヘッド１０Ｂの高さ位置（第１測定ヘッド１０Ａおよび第２測定ヘッド１０Ｂの各光軸Ｚ_１，Ｚ_２方向の位置）を調整するようになっている。

なお、偏芯量の測定に際しては、上記第１測定ヘッド１０Ａおよび上記第２測定ヘッド１０Ｂの各光軸Ｚ_１，Ｚ_２と、上記レンズ体５の光軸Ｂと、上記基台２０（回転ステージ２３の）の回転軸Ａとが互いに一致するように調整されることが好ましいが、これらが互いに一致しない場合でも測定は可能である。各軸が一致しない場合の測定手法については、前掲の特許文献２に詳述されている。

次に、本発明の一実施形態に係る偏芯測定用ヘッドの高さ位置調整方法について説明する。図１は本発明の一実施形態に係る偏芯測定用ヘッドの高さ位置調整方法の概要を示す模式図であり、図２はその手順を示すフローチャートである。

なお、上記基台２０に上記レンズ体５を設置した際に行われる、上記第１測定ヘッド１０Ａおよび上記第２測定ヘッド１０Ｂの各光軸Ｚ_１，Ｚ_２、上記レンズ体５の光軸Ｂ、および上記基台２０の回転軸Ａの相互間の位置調整については説明を省略する。また、以下では、上記レンズ面５２ａを被検レンズ面としてその偏芯量を、上記第２測定ヘッド１０Ｂを用いて測定する場合の、該第２測定ヘッド１０Ｂの高さ位置調整を例にとって説明する。

〈１〉レンズ体５が基台２０に載置保持されていない状態（図１の左側に示す状態）において、第１測定ヘッド１０Ａの焦点面と、第２測定ヘッド１０Ｂの焦点面とが互いに重なるように、第１および第２測定ヘッド１０Ａ，１０Ｂの相対的な高さ調整を行い、この高さ調整が完了した時点における第１および第２測定ヘッド１０Ａ，１０Ｂの各高さ位置を、それぞれの初期位置（第１初期位置および第２初期位置）として記録する（両ヘッド初期位置記録ステップ）。

具体的には、まず、第１測定ヘッド１０Ａを最下点まで下げ（図２のステップＳ１）、このときの第１測定ヘッド１０Ａの高さ位置を、その初期位置（第１初期位置）Ｏ_Ｐ１として記録する（図２のステップＳ２）。次いで、第１および第２測定ヘッド１０Ａ，１０Ｂの各焦点面が互いに重なるように第２測定ヘッド１０Ｂの高さを調整し（図２のステップＳ３）、このときの第２測定ヘッド１０Ｂの高さ位置を、その初期位置（第２初期位置）Ｏ_Ｐ２として記録する（図２のステップＳ４）。

なお、第１初期位置Ｏ_Ｐ１に設置された第１測定ヘッド１０Ａに対する第２測定ヘッド１０Ｂの高さ調整は、第１測定ヘッド１０Ａによりその焦点面に結像されたレチクル像を、第２測定ヘッド１０Ｂを介して観察し、このレチクル像が第２測定ヘッド１０Ｂの撮像面上に結像されるように、第２測定ヘッド１０Ｂを移動させながら行うことができる。

〈２〉次に、レンズ体５が基台２０に載置保持された状態（図１の右側に示す状態）において、第１測定ヘッド１０Ａの焦点面が、レンズ体５の第１レンズ面（本実施形態では、レンズ面５１ａ）の近軸領域（以下「レンズ体５の表面」と称することがある）と重なるように、該第１測定ヘッド１０Ａの高さ調整を行い、この高さ調整が完了した時点における該第１測定ヘッド１０Ａの高さ位置をその原点位置（第１原点位置）Ｏ_１として記録する（第１ヘッド原点位置記録ステップ）。

具体的には、レンズ体５を基台２０に載置保持した後（図２のステップＳ５）、レンズ体５の全長Ｄ_Ｌ（図１参照）を設計値より算定する（図２のステップＳ６）。そして、第１測定ヘッド１０Ａを移動させてその焦点面をレンズ体５の表面に合わせ、このときの第１測定ヘッド１０Ａの高さ位置を、その原点位置Ｏ_１として記録する（図２のステップＳ７）。

なお、このときの第１測定ヘッド１０Ａの高さ調整は、以下のようにして行うことができる。まず、第１測定ヘッド１０Ａからレンズ面５１ａに測定光束を照射し、レンズ面５１ａからの反射光を第１測定ヘッド１０Ａにより取り込む。次に、第１測定ヘッド１０Ａの撮像カメラ１７により撮像される画像の状態を観察しながら、第１測定ヘッド１０Ａの高さを調整する。第１測定ヘッド１０Ａの焦点面がレンズ面５１ａの近軸領域と重なると、レンズ面５１ａからの反射光によって第１測定ヘッド１０Ａの撮像面に、通常観察されるレチクル像よりも明るく大きなレチクル像（測定時には不要となる像）が結像されるので、このレチクル像が観察されるように第１測定ヘッド１０Ａの高さ位置を調整することができる。

〈３〉次いで、第１測定ヘッド１０Ａの上記初期位置Ｏ_Ｐ１と上記原点位置Ｏ_１との距離の差分値、レンズ体５の所定の第２レンズ面（本実施形態では、レンズ面５２ｂとする）からレンズ面５１ａまでの距離の設計値（本実施形態では、レンズ体５の全長Ｄ_Ｌと一致する）、および第２測定ヘッド１０Ｂの上記初期位置Ｏ_Ｐ２に基づき、第２測定ヘッド１０Ｂの焦点面がレンズ面５２ｂの近軸領域（以下「レンズ体５の裏面」と称することがある）と重なるときの第２測定ヘッド１０Ｂの高さ位置を算定し、これを第２測定ヘッド１０Ｂの原点位置（第２原点位置）Ｏ_２として記録する（第２ヘッド原点位置算定記録ステップ）。

具体的には、まず、第１測定ヘッド１０Ａの初期位置Ｏ_Ｐ１と原点位置Ｏ_１との距離の差分値、すなわち、初期位置Ｏ_Ｐ１から原点位置Ｏ_１までの第１測定ヘッド１０Ａの位置変化量ΔＨ_１（＝Ｏ_１−Ｏ_Ｐ１）を算定し（図２のステップＳ８）、次に、この位置変化量ΔＨ_１、第２測定ヘッド１０Ｂの初期位置Ｏ_Ｐ２、レンズ体５の全長Ｄ_Ｌに基づき、第２測定ヘッド１０Ｂの原点位置Ｏ_２（＝Ｏ_Ｐ１＋ΔＨ_１−Ｄ_Ｌ）を算定する（図２のステップＳ９）。

〈４〉次に、第２測定ヘッド１０Ｂの原点位置Ｏ_２と、被検レンズ面（本実施形態では、レンズ面５２ａ）の近軸曲率中心Ｃ_３からレンズ面５２ｂまでの距離の設計値Ｄ_Ｒ（図１参照）とに基づき、第２測定ヘッド１０Ｂの測定時高さ位置Ｏ_ｍ２（＝Ｏ_２−Ｄ_Ｒ）を算定し、この算定された測定時高さ位置に第２測定ヘッド１０Ｂを移動する（図２のステップＳ１０；第２ヘッド測定時位置調整ステップ）。

以上の手順により、レンズ面５２ａを被検面とする際の第２測定ヘッド１０Ｂの高さ位置調整が終了し、以下、第２測定ヘッド１０Ｂを用いてレンズ面５２ａの偏芯量の測定が行われる。なお、測定手順については、前掲の特許文献３に詳述されており、説明は省略する。

このように本実施形態に係る偏芯測定用ヘッドの高さ位置調整方法によれば、第２測定ヘッド１０Ｂの原点位置Ｏ_２を、第１測定ヘッド１０Ａの移動量に基づいて算定することができるので、基台２０が障害となって、このような原点位置Ｏ_２に第２測定ヘッド１０Ｂの焦点面を合わせることができないような場合でも、第２測定ヘッド１０Ｂの測定時の高さ位置調整を、容易かつ高精度に行うことが可能となる。

なお、本発明の偏芯量測定装置としては、上記実施形態のものに限られるものではなく、種々の態様の変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、指標として十字形状のレチクルを用いているが、これに替えて、ピンホール等の他の形状のものを指標として用いることも可能である。

また、上記実施形態においては、第１測定ヘッド１０Ａの原点位置Ｏ_１を求める際に反射面として利用する第１レンズ面をレンズ面５１ａとし、第２測定ヘッド１０Ｂの原点位置Ｏ_２を求める際の基準となる第２レンズ面をレンズ面５２ｂとしているが、第１レンズ面をレンズ面５１ａ以外の他の面（例えば、レンズ面５１ｂ）とすることや、第２レンズ面をレンズ面５２ｂの以外の他の面（例えば、レンズ面５２ａ）することも可能である。

一実施形態に係る高さ位置調整方法の概要を示す模式図 一実施形態に係る高さ位置調整方法の手順を示すフローチャート 本発明を適用した偏芯量測定装置の概略構成図

符号の説明

１ 偏芯量測定装置
５ レンズ体（被検光学素子）
１０Ａ 第１の偏芯測定用ヘッド（第１測定ヘッド）
１０Ｂ 第２の偏芯測定用ヘッド（第２測定ヘッド）
１１ 光源
１２ レチクル板
１３ ビームスプリッタ
１４ コリメータレンズ
１５ 対物レンズ
１６ 撮像素子
１７ 撮像カメラ
２０ 基台
２１ 載置部材
２２ ＸＹ軸ステージ
２３ 回転ステージ
２４ 支持部
２５ 窓部
３０ 解析演算部
３１ 解析装置
３２ 画像表示装置
３３ 入力装置
４０ Ｚ軸ステージ
４１ 基部
４２ ガイド部
４３Ａ，４３Ｂ 可動部
５１，５２ レンズ
５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ レンズ面
５３ 鏡筒
Ｏ_Ｐ１ 初期位置（第１初期位置）
Ｏ_１ 原点位置（第１原点位置）
Ｏ_Ｐ２ 初期位置（第２初期位置）
Ｏ_２ 原点位置（第２原点位置）
Ｏ_ｍ２ 測定時高さ位置
Ｐ_１，Ｐ_２ 光収束点
Ｚ_１，Ｚ_２，Ｂ 光軸
Ａ 回転軸
Ｃ_３ 近軸曲率中心

Claims (3)

1. 複数のレンズ面を有してなる被検光学素子が載置保持される基台を挟んで、該基台の一方の側に位置する第１の偏芯測定用ヘッドと、該基台の他方の側に位置する第２の偏芯測定用ヘッドとが、互いに対向するように配置されてなり、
   前記第１の偏芯測定用ヘッドおよび前記第２の偏芯測定用ヘッドは、前記基台に載置保持された前記被検光学素子に対し、光源からの光を所定形状の指標を介して照射し、該指標の像を焦点面に結像させる照射用光学系と、近軸曲率中心が前記焦点面に位置するレンズ面からの反射光または透過光を撮像面上に導き該反射光または透過光により形成される前記指標の像を撮像面上に結像させる結像用光学系と、をそれぞれ備えてなる偏芯量測定装置において、
   前記第２の偏芯測定用ヘッドの測定対象となる所定の被検レンズ面の近軸曲率中心と、該第２の偏芯測定用ヘッドの前記焦点面とが互いに重なるように、該第２の偏芯測定用ヘッドを測定時高さ位置に移動する偏芯測定用ヘッドの高さ位置調整方法であって、
   前記被検光学素子が前記基台に載置保持されていない状態において、前記第１の偏芯測定用ヘッドの前記焦点面と、前記第２の偏芯測定用ヘッドの前記焦点面とが互いに重なるように、これら第１および第２の偏芯測定用ヘッドの相対的な高さ調整を行い、この高さ調整が完了した時点における該第１および第２の偏芯測定用ヘッドの各高さ位置を第１および第２初期位置としてそれぞれ記録する両ヘッド初期位置記録ステップと、
   前記被検光学素子が前記基台に載置保持された状態において、前記第１の偏芯測定用ヘッドの前記焦点面が、前記被検光学素子の所定の第１レンズ面の近軸領域と重なるように、該第１の偏芯測定用ヘッドの高さ調整を行い、この高さ調整が完了した時点における該第１の偏芯測定用ヘッドの高さ位置を第１原点位置として記録する第１ヘッド原点位置記録ステップと、
   前記第１の偏芯測定用ヘッドの前記第１初期位置と前記第１原点位置との距離の差分値、前記被検光学素子の所定の第２レンズ面から前記第１レンズ面までの距離の設計値、および前記第２の偏芯測定用ヘッドの前記第２初期位置に基づき、前記第２の偏芯測定用ヘッドの前記焦点面が前記第２レンズ面の近軸領域と重なるときの該第２の偏芯測定用ヘッドの高さ位置を算定し、これを第２原点位置として記録する第２ヘッド原点位置算定記録ステップと、
   前記第２の偏芯測定用ヘッドの前記第２原点位置と、前記被検レンズ面の前記近軸曲率中心から前記第２レンズ面までの距離の設計値とに基づき、前記第２の偏芯測定用ヘッドの前記測定時高さ位置を算定し、この算定された測定時高さ位置に前記第２の偏芯測定用ヘッドを移動する第２ヘッド測定時位置調整ステップと、
   をこの順に行うことを特徴とする偏芯測定用ヘッドの高さ位置調整方法。
2. 前記両ヘッド初期位置記録ステップにおける前記第１および第２の偏芯測定用ヘッドの相対的な高さ調整は、前記第１の偏芯測定用ヘッドにより該第１の偏芯測定用ヘッドの前記焦点面に結像された前記指標の像が、前記第２の偏芯測定用ヘッドの前記結像光学系を介して該第２の偏芯測定用ヘッドの前記撮像面上に結像されるようにして行われることを特徴とする請求項１記載の偏芯測定用ヘッドの高さ位置調整方法。
3. 前記第１ヘッド原点位置記録ステップにおける前記第１の偏芯測定用ヘッドの高さ調整は、該第１の偏芯測定用ヘッドから前記第１レンズ面に照射され該第１レンズ面から前記第１の偏芯測定用ヘッドに戻る反射光によって、該第１の偏芯測定用ヘッドの前記撮像面に前記指標の像が結像されるようにして行われることを特徴とする請求項１または２記載の偏芯測定用ヘッドの高さ位置調整方法。
   

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