レンズ評価装置
【課題】 干渉縞上にノイズが生じても、そのノイズの影響を容易に取り除くことにより、被検レンズの形状検査やレンズ内部の均質性検査等の評価を正確に行うことができるレンズ評価装置を提供する。
【解決手段】 参照面部材６を介して被検レンズ７にレーザ光を照射して、被検レンズ７からの被検光と参照面部材６からの参照光とにより生じる干渉縞を、受光光路ｂに設けられたテレビカメラ１０で読み取り、その読み取った干渉縞を画像処理装置１１で画像処理し、その処理結果から被検レンズ７の評価を行うレンズ評価装置において、受光光路ｂの途中に光量減衰用光学部材として例えばＮＤフィルタ１３を設ける。または、画像処理装置１１で画像処理する際に、干渉縞のノイズとなる部分をマスクし、そのマスクした以外の部分で評価を行うよう構成することもできる。
【解決手段】 参照面部材６を介して被検レンズ７にレーザ光を照射して、被検レンズ７からの被検光と参照面部材６からの参照光とにより生じる干渉縞を、受光光路ｂに設けられたテレビカメラ１０で読み取り、その読み取った干渉縞を画像処理装置１１で画像処理し、その処理結果から被検レンズ７の評価を行うレンズ評価装置において、受光光路ｂの途中に光量減衰用光学部材として例えばＮＤフィルタ１３を設ける。または、画像処理装置１１で画像処理する際に、干渉縞のノイズとなる部分をマスクし、そのマスクした以外の部分で評価を行うよう構成することもできる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレンズ評価装置に係り、特に複数の焦点を持つレンズの透過波面の評価に好適なレンズ評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レンズの透過波面の評価を行うレンズ評価装置としては、光の干渉を利用したものが一般的に知られている。このようなレンズ評価装置においては、例えばフィゾー干渉計では参照面が配置された被検光路に被検レンズをセットし、参照面と被検レンズにレーザー光を照射して、被検レンズからの被検光と参照面からの参照光を受光するとともに、受光した被検光と参照光とにより生じる干渉縞を撮像手段によって読み取るよう構成されている。読み取った干渉縞は画像処理された後に、例えばテレビモニタに表示される。そして、テレビモニタに表示された干渉縞に基づいて、被検レンズの形状検査やレンズ内部の均質性検査等の評価を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の技術では、複数の焦点を持つ被検レンズを評価する際に、テレビモニタに表示された干渉縞上にノイズとしての干渉縞が重なってしまい、評価が不可能となる。例えば、レンズ表面にホログラムが形成され２箇所に焦点を結ぶことのできる２焦点レンズに、レーザ光を照射して干渉縞を生じさせると、テレビモニタには、図９のように測定対象の焦点による干渉縞の上に、他の焦点による干渉縞が重なって表示される。このように２種類の干渉縞が表示されていると、双方の干渉縞間の光強度差が小さくなってしまい、測定対象の焦点による干渉縞の見分けがつかなくなる。その結果、被検レンズの形状検査やレンズ内部の均質性検査等の評価を正確に行うことができなくなるという問題点がある。
【０００４】また、上記レンズ評価装置は、光学式情報記録再生装置に搭載された対物レンズの傾き等を評価する際にも使用されているが、この場合、上述したような問題点があると、対物レンズを高精度に調整するのが困難であるとともに、その調整作業にも時間が掛かるという問題点もある。
【０００５】本発明の目的は、干渉縞上にノイズが生じても、そのノイズの影響を容易に取り除くことにより、被検レンズの形状検査やレンズ内部の均質性検査等の評価を正確に行うことができるレンズ評価装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、光学式情報記録再生装置の対物レンズ等の調整を高精度に行うことができるレンズ評価装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被検光路にセットされた被検レンズからの被検光と参照光路からの参照光とにより生じる干渉縞を、受光光路に設けられた撮像手段により読み取り、前記干渉縞を画像処理し、その処理結果からレンズの評価を行うレンズ評価装置において、前記受光光路の途中に光量減衰用光学部材を設けたことを特徴としている。
【０００７】上記構成によれば、光量減衰用光学部材によって、ノイズの部分の光量と測定対象の干渉縞の光量との間に比較的大きな光強度差を生じさせることができるため、干渉縞とノイズとの見分けがつき易くなり、干渉縞からノイズを容易に除去することができる。その結果、被検レンズの形状検査やレンズ内部の均質性検査等の評価を正確に行うことができる。
【０００８】請求項２に記載の発明では、前記被検レンズは複数の焦点を持つレンズであることを特徴としている。複数の焦点を持つ被検レンズを被検光路にセットした場合、測定対象の焦点による干渉縞と他の焦点による干渉縞とが同時に生じ、他の焦点による干渉縞がノイズとなるのであるが、このようなノイズは上記光量減衰用光学部材によって容易に除去することができる。
【０００９】請求項３に記載の発明では、前記光量減衰用光学部材はＮＤフィルタであることを特徴としている。
【００１０】また、請求項４に記載の発明は、被検光路にセットされた被検レンズからの被検光と参照光路からの参照光とにより生じる干渉縞を、受光光路に設けられた撮像手段により読み取り、前記干渉縞を画像処理し、その処理結果からレンズの評価を行うレンズ評価装置において、前記干渉縞を画像処理する際に、干渉縞のノイズとなる部分をマスクし、そのマスクした以外の部分で評価を行う評価手段を設けたことを特徴としている。
【００１１】上記構成によれば、読み取った干渉縞を画像処理する際には、ノイズの部分が画像処理の対象から取り除かれているので、ノイズの影響を受けずにレンズの評価を行うことができる。
【００１２】請求項５に記載の発明では、前記被検レンズは複数の焦点を持つレンズであることを特徴としている。前述したように、複数の焦点を持つ被検レンズを被検光路にセットした場合、他の焦点による干渉縞がノイズとなるのであるが、このようなノイズは上記評価手段によって容易に除去することができる。
【００１３】なお、評価手段によって評価を行う際に、マスクした部分を除去してしまうと、干渉縞のデータ量が少なくなってしまう恐れがある。そこで、請求項６に記載の発明では、前記評価手段は、マスクした以外の部分の干渉縞に基づいて、マスクをした部分の干渉縞を疑似的に作成し、その作成結果を加味して前記被検レンズの評価を行うことを特徴としている。このように構成すれば、マスクされた部分を、例えば直線近似や折れ線近似の干渉縞で疑似的に補うことができ、レンズ評価の精度を向上させることができる。
【００１４】請求項７に記載に発明では、前記被検レンズは、光学式情報記録再生装置に搭載される対物レンズであることを特徴としている。光学式情報記録再生装置に対物レンズを搭載したとき、その対物レンズの傾きを適正な状態に調整するのは煩わしいことであるが、本発明のレンズ評価装置によれば、ノイズの影響が取り除かれ、干渉縞がテレビモニタ等に明確に表示されるため、対物レンズの傾き調整が容易となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳細に説明する。
（実施の形態１）図１は本発明に係るレンズ評価装置の概略構成を示している。図１に示すように、レーザー光源１からのレーザー光は、ビームエキスパンダー２で光束幅を拡大され、さらに偏光ビームスプリッタ３の偏光膜３ａを透過後に、１／４波長板４により直線偏光から円偏光となってコリメーターレンズ５に導かる。そして、円偏光のレーザー光はコリメーターレンズ５によって平行光束とされ、被検光路ａに沿って進む。
【００１６】被検光路ａには、光が透過可能な参照面部材６、被検レンズ７、および凹面鏡８が配置されている。被検光路ａに沿って進んできた円偏光のレーザ光は、その一部が参照面部材６によって反射される。参照面部材６は入射面６ａおよび出射面６ｂを有し、光軸に対して入射面６ａは垂直に、出射面６ｂは傾斜してそれぞれ設けられている。このために、被検光路ａに沿って進んできた円偏光のレーザ光のうち、入射面６ａで反射したレーザ光は反射光となって被検光路ａを逆行するが、出射面６ｂで反射したレーザ光は被検光路ａから外れた方向（図１では下方斜め方向）へ放射される。また、参照面部材６の入射面６ａおよび出射面６ｂで反射しなかったレーザ光は、被検レンズ７に向かう。
【００１７】被検レンズ７には、その入射光側の面にホログラム７ａが形成されている。参照面部材６側から被検レンズ７を見て、ホログラム７ａは同心円形をなしており、被検レンズ７の中央部に形成され、被検レンズ７の周縁部７ｂには形成されていない。これによって、被検レンズ７は、ＦＡ，ＦＢの２箇所に焦点を結ぶことができる。焦点ＦＡにはホログラム７ａを透過した光束が収束し、その焦点距離はｆ１である。また、焦点ＦＢには周縁部７ｂを透過した光束が収束し、その焦点距離はｆ２である。なお、ｆ１＞ｆ２である。
【００１８】被検レンズ７の表面は平面状ではないので、被検レンズ７の表面７ａ，７ｂで反射した反射光の反射方向は一つの方向とはならず、被検光路ａを逆行する反射光の光量はかなり低下している。そこで本実施の形態では、被検レンズ７表面で反射せずに被検レンズ７を透過したレーザ光を凹面鏡８で反射させ、そのレーザ光を被検レンズ７表面で反射した反射光に加えるようにして、被検光路ａを逆行する反射光の光量低下を防いでいる。また、凹面鏡８は、被検レンズ７の焦点ＦＡ又はＦＢに凹面鏡８の焦点が一致するように配置されるよう図１の矢印Ａ方向に移動自在である。
【００１９】参照面部材６の入射面６ａで反射した反射光と被検レンズ７の表面で反射した反射光（凹面鏡８で反射した反射光も含む）は、被検光路ａを逆行してコリメーターレンズ５を透過した後、１／４波長板４により円偏光から直線偏光となって偏光ビームスプリッタ３に導かれる。このとき、偏光ビームスプリッタ３に導かれる反射光は、１／４波長板４により、レーザー光源１から発せられたときに比べて偏光方向が９０度変更される。
【００２０】偏光ビームスプリッタ３に導かれた反射光は、偏光膜３ａによて進路が９０度折り曲げられて受光光路ｂに沿って進み、受光光路ｂに配置されたレンズ９により所定の倍率とされる。このとき、前記２つの反射光は干渉縞を生じ、その干渉縞は撮像手段としてのテレビカメラ（またはＣＣＤ）１０により撮像される。そして、テレビカメラ１０で撮像された干渉縞のデータは画像処理装置１１に取り込まれ、画像処理された後に、テレビモニタ１２上に表示される。
【００２１】画像処理装置１１の内部構成を図２に示す。図２において、画像処理装置１１にはコントローラ１１ａが設けられ、このコントローラ１１ａは画像処理装置１１全体の動作を制御している。コントローラ１１ａにはキーボード１１ｂとマウス１１ｃが接続され、これらキーボード１１ｂおよびマウス１１ｃからデータやコマンドを入力することができる。さらに、コントローラ１１ａには、テレビカメラ１０で撮像された干渉縞のデータ等を記憶するためのＲＡＭ１１ｄと、コントローラ１１ａの基本動作制御プログラムを記憶したＲＯＭ１１ｅとが接続されている。また、テレビカメラ１０とテレビモニタ１２はコントローラ１１ａに接続されている。
【００２２】ところで、本実施の形態では、受光光路ｂの途中に光量減衰用光学部材としてＮＤフィルタ１３が設けられているところに特徴がある。図３はＮＤフィルタ１３の平面図である。図３に示すように、ＮＤフィルタ１３は、透明な板状部材（例えばガラス）１３ａの略中央部にフィルタパターン１３ｂが形成されている。フィルタパターン１３ｂは蒸着または接着により形成することができる。
【００２３】このようなＮＤフィルタ１３を受光光路ｂの途中に設ければ、測定対象である被検レンズ７の一方の焦点による干渉縞上に、被検レンズ７の他方の焦点による干渉縞がノイズとして重なっても、そのノイズによる影響を容易に取り除くことができる。
【００２４】ＮＤフィルタ１３を受光光路ｂの途中に設ければ、例えば図４に示すように、他の焦点による干渉縞の部分がＮｄフィルタ１３で覆われて、この干渉縞の部分の光量が減衰される。このために、テレビカメラ１０で読み取った干渉縞のデータを画像処理装置１１で画像処理する際に、干渉縞とノイズとの見分けがつき易くなり、ノイズの影響を取り除くことができる。
【００２５】図４では、フィルタパターン１３ｂは他方の焦点による干渉縞だけを覆うサイズの小さいものであったが、図５のように受光光路ｂの光束全体を覆うサイズの大きいフィルタパターン１３ｂ’としても良い。この場合は、図６に示すように、測定対象の焦点による干渉縞の表示領域全体がフィルタパターン１３ｂ’で覆われることになる。反射光がＮＤフィルタ１３を透過する際、干渉縞の光量全体が減衰されるが、他の焦点による干渉縞のコントラストが測定対象の焦点による本来の干渉縞に比べて大きく低下する。このために、ノイズの部分と本来の干渉縞との間に光強度差が生じ、干渉縞とノイズとの見分けがつき易くなり、ノイズによる影響を容易に取り除くことができる。
【００２６】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態では、受光光路ｂの途中に光量減衰用光学部材を設ける代わりに、ソフトウエアを用いてノイズの影響を取り除くところに特徴がある。すなわち、本実施の形態のレンズ評価装置は、図１において、ＮＤフィルタ１３は設けられておらず、処理装置１１内のコントローラ１１ａでソフトウエアによってノイズを取り除くように構成されている。
【００２７】ソフトウエアによってノイズを取り除くには、例えば図７に示すように、他の焦点による干渉縞が生じていた部分にソフトウエア上でマスクをし、そのマスクした以外の部分だけを例えばテレビモニタ１２に表示するようにする。このようにすれば、ノイズの部分が完全に除外されるため、ノイズの影響をほとんど受けずにレンズの評価を行うことが可能となる。
【００２８】（実施の形態３）次に、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態も、実施の形態２と同様にソフトウエアを用いてノイズの影響を取り除いているが、その取り除いた部分に疑似的な干渉縞を補っているところに特徴がある。
【００２９】マスクした部分を処理対象から除外してしまうと、その部分での干渉縞としてのデータ量が少なくなってしまうので、レンズを高精度に評価する上では問題が生じる恐れある。そこで、本実施の形態のレンズ評価装置は、図８に示すようにマスクした以外の部分の干渉縞に基づいて、マスクをした部分（疑似信号領域）に干渉縞を疑似的に作成し、その作成結果を加味して被検レンズの評価を行うように構成されている。
【００３０】擬似信号領域に干渉縞を疑似的に作成する方法としては、直線近似や折れ線近似等がある。直線近似の方法は一番簡単な方法で、マスクをしたことによって分離された本来の干渉縞を、疑似信号領域において直線で結ぶだけで良い。折れ線近似の方法は直線近似よりは複雑であり、マスクされていない部分の干渉縞のデータから最小自乗法によって、疑似信号領域における干渉縞を関数として求め、その結果を図８のように折れ線で疑似信号領域に表示するようにする。なお、擬似信号領域に干渉縞を疑似的に作成する処理は、処理装置１１内のコントローラ１１ａで行われる。
【００３１】本実施の形態によれば、マスクして除外された部分を、直線近似や折れ線近似の干渉縞で疑似的に補うことができるので、レンズ評価の精度を向上させることが可能となる。
【００３２】上記実施の形態１〜３では、本発明のレンズ評価装置をフィゾー干渉計に適用した場合を例にして説明してきたが、本発明のレンズ評価装置は例えばシェアリング干渉計などにも勿論適用できる。
【００３３】また、上記実施の形態１〜３ではレンズの評価を行う場合についてのみ説明してきたが、本発明のレンズ評価装置は、光学式情報記録再生装置に搭載された複数の焦点を有する対物レンズの傾きを調整するような場合にも適用できる。例えば、図１において、参照面部材６として光透過可能なディスクを、被検レンズ７として対物レンズをそれぞれ設置し、当該ディスクと対物レンズにレーザー光を照射して、そのときの反射光に生じる干渉縞を読み取って画像処理するとともに、画像処理結果の干渉縞をテレビモニタ上に表示する。そして、作業者はテレビモニタ上に表示される干渉縞が正常な状態、すなわち干渉縞がほぼ直線状になるように、対物レンズの傾きを調整する。
【００３４】さらに、実施の形態１において、テレビカメラ１０で撮像した画像を、測定対象の干渉縞と他の焦点による干渉縞との光量の違いに基づいて設定された閾値で、２値化してＲＡＭ１１ｄ（図２参照）に記憶し、その記憶内容から本来の干渉縞を得るようにすることもできる。画像を２値化してＲＡＭ１１ｄに記憶しておけば、ＲＡＭ１１ｄから所望とする本来の干渉縞だけを取り出すことは容易なことである。そして、取り出された本来の干渉縞のみがテレビモニタ１２に表示される。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、干渉縞上にノイズが生じても、干渉縞とノイズとの見分けがつき易くなり、干渉縞からノイズを容易に除去することができる。その結果、被検レンズの形状検査やレンズ内部の均質性検査等の評価を正確に行うことができる。
【００３６】また、本発明のレンズ評価装置を用いれば、光学式情報記録再生装置に搭載された対物レンズ等の調整を高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレンズ評価装置の全体構成図である。
【図２】図１のレンズ評価装置に搭載された画像処理装置の内部構成図である。
【図３】干渉縞のノイズ部分のみを減光するためのＮＤフィルタの平面図である。
【図４】図３のＮＤフィルタで干渉縞を覆ったときの様子を示した図である。
【図５】受光光路の光束全体を減光するためのＮＤフィルタの平面図である。
【図６】図５のＮＤフィルタで干渉縞を覆ったときの様子を示した図である。
【図７】干渉縞のノイズ部分のみをマスクしたときの様子を示した図である。
【図８】マスクした部分を疑似的な干渉縞で補正した様子を示した図である。
【図９】測定対象の干渉縞にノイズとしての干渉縞が重なった様子を示した図である。
【符号の説明】
１ レーザ光源
２ ビームエキスパンダー
３ 偏光ビームスプリッタ
４ １／４波長板
５ コリメーターレンズ
６ 参照面部材
７ 被検レンズ
８ 凹面鏡
９ レンズ
１０ テレビカメラ（またはＣＣＤ）
１１ 画像処理装置
１２ テレビモニタ
１３ ＮＤフィルタ
ａ 被検光路
ｂ 受光光路
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレンズ評価装置に係り、特に複数の焦点を持つレンズの透過波面の評価に好適なレンズ評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レンズの透過波面の評価を行うレンズ評価装置としては、光の干渉を利用したものが一般的に知られている。このようなレンズ評価装置においては、例えばフィゾー干渉計では参照面が配置された被検光路に被検レンズをセットし、参照面と被検レンズにレーザー光を照射して、被検レンズからの被検光と参照面からの参照光を受光するとともに、受光した被検光と参照光とにより生じる干渉縞を撮像手段によって読み取るよう構成されている。読み取った干渉縞は画像処理された後に、例えばテレビモニタに表示される。そして、テレビモニタに表示された干渉縞に基づいて、被検レンズの形状検査やレンズ内部の均質性検査等の評価を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の技術では、複数の焦点を持つ被検レンズを評価する際に、テレビモニタに表示された干渉縞上にノイズとしての干渉縞が重なってしまい、評価が不可能となる。例えば、レンズ表面にホログラムが形成され２箇所に焦点を結ぶことのできる２焦点レンズに、レーザ光を照射して干渉縞を生じさせると、テレビモニタには、図９のように測定対象の焦点による干渉縞の上に、他の焦点による干渉縞が重なって表示される。このように２種類の干渉縞が表示されていると、双方の干渉縞間の光強度差が小さくなってしまい、測定対象の焦点による干渉縞の見分けがつかなくなる。その結果、被検レンズの形状検査やレンズ内部の均質性検査等の評価を正確に行うことができなくなるという問題点がある。
【０００４】また、上記レンズ評価装置は、光学式情報記録再生装置に搭載された対物レンズの傾き等を評価する際にも使用されているが、この場合、上述したような問題点があると、対物レンズを高精度に調整するのが困難であるとともに、その調整作業にも時間が掛かるという問題点もある。
【０００５】本発明の目的は、干渉縞上にノイズが生じても、そのノイズの影響を容易に取り除くことにより、被検レンズの形状検査やレンズ内部の均質性検査等の評価を正確に行うことができるレンズ評価装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、光学式情報記録再生装置の対物レンズ等の調整を高精度に行うことができるレンズ評価装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被検光路にセットされた被検レンズからの被検光と参照光路からの参照光とにより生じる干渉縞を、受光光路に設けられた撮像手段により読み取り、前記干渉縞を画像処理し、その処理結果からレンズの評価を行うレンズ評価装置において、前記受光光路の途中に光量減衰用光学部材を設けたことを特徴としている。
【０００７】上記構成によれば、光量減衰用光学部材によって、ノイズの部分の光量と測定対象の干渉縞の光量との間に比較的大きな光強度差を生じさせることができるため、干渉縞とノイズとの見分けがつき易くなり、干渉縞からノイズを容易に除去することができる。その結果、被検レンズの形状検査やレンズ内部の均質性検査等の評価を正確に行うことができる。
【０００８】請求項２に記載の発明では、前記被検レンズは複数の焦点を持つレンズであることを特徴としている。複数の焦点を持つ被検レンズを被検光路にセットした場合、測定対象の焦点による干渉縞と他の焦点による干渉縞とが同時に生じ、他の焦点による干渉縞がノイズとなるのであるが、このようなノイズは上記光量減衰用光学部材によって容易に除去することができる。
【０００９】請求項３に記載の発明では、前記光量減衰用光学部材はＮＤフィルタであることを特徴としている。
【００１０】また、請求項４に記載の発明は、被検光路にセットされた被検レンズからの被検光と参照光路からの参照光とにより生じる干渉縞を、受光光路に設けられた撮像手段により読み取り、前記干渉縞を画像処理し、その処理結果からレンズの評価を行うレンズ評価装置において、前記干渉縞を画像処理する際に、干渉縞のノイズとなる部分をマスクし、そのマスクした以外の部分で評価を行う評価手段を設けたことを特徴としている。
【００１１】上記構成によれば、読み取った干渉縞を画像処理する際には、ノイズの部分が画像処理の対象から取り除かれているので、ノイズの影響を受けずにレンズの評価を行うことができる。
【００１２】請求項５に記載の発明では、前記被検レンズは複数の焦点を持つレンズであることを特徴としている。前述したように、複数の焦点を持つ被検レンズを被検光路にセットした場合、他の焦点による干渉縞がノイズとなるのであるが、このようなノイズは上記評価手段によって容易に除去することができる。
【００１３】なお、評価手段によって評価を行う際に、マスクした部分を除去してしまうと、干渉縞のデータ量が少なくなってしまう恐れがある。そこで、請求項６に記載の発明では、前記評価手段は、マスクした以外の部分の干渉縞に基づいて、マスクをした部分の干渉縞を疑似的に作成し、その作成結果を加味して前記被検レンズの評価を行うことを特徴としている。このように構成すれば、マスクされた部分を、例えば直線近似や折れ線近似の干渉縞で疑似的に補うことができ、レンズ評価の精度を向上させることができる。
【００１４】請求項７に記載に発明では、前記被検レンズは、光学式情報記録再生装置に搭載される対物レンズであることを特徴としている。光学式情報記録再生装置に対物レンズを搭載したとき、その対物レンズの傾きを適正な状態に調整するのは煩わしいことであるが、本発明のレンズ評価装置によれば、ノイズの影響が取り除かれ、干渉縞がテレビモニタ等に明確に表示されるため、対物レンズの傾き調整が容易となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳細に説明する。
（実施の形態１）図１は本発明に係るレンズ評価装置の概略構成を示している。図１に示すように、レーザー光源１からのレーザー光は、ビームエキスパンダー２で光束幅を拡大され、さらに偏光ビームスプリッタ３の偏光膜３ａを透過後に、１／４波長板４により直線偏光から円偏光となってコリメーターレンズ５に導かる。そして、円偏光のレーザー光はコリメーターレンズ５によって平行光束とされ、被検光路ａに沿って進む。
【００１６】被検光路ａには、光が透過可能な参照面部材６、被検レンズ７、および凹面鏡８が配置されている。被検光路ａに沿って進んできた円偏光のレーザ光は、その一部が参照面部材６によって反射される。参照面部材６は入射面６ａおよび出射面６ｂを有し、光軸に対して入射面６ａは垂直に、出射面６ｂは傾斜してそれぞれ設けられている。このために、被検光路ａに沿って進んできた円偏光のレーザ光のうち、入射面６ａで反射したレーザ光は反射光となって被検光路ａを逆行するが、出射面６ｂで反射したレーザ光は被検光路ａから外れた方向（図１では下方斜め方向）へ放射される。また、参照面部材６の入射面６ａおよび出射面６ｂで反射しなかったレーザ光は、被検レンズ７に向かう。
【００１７】被検レンズ７には、その入射光側の面にホログラム７ａが形成されている。参照面部材６側から被検レンズ７を見て、ホログラム７ａは同心円形をなしており、被検レンズ７の中央部に形成され、被検レンズ７の周縁部７ｂには形成されていない。これによって、被検レンズ７は、ＦＡ，ＦＢの２箇所に焦点を結ぶことができる。焦点ＦＡにはホログラム７ａを透過した光束が収束し、その焦点距離はｆ１である。また、焦点ＦＢには周縁部７ｂを透過した光束が収束し、その焦点距離はｆ２である。なお、ｆ１＞ｆ２である。
【００１８】被検レンズ７の表面は平面状ではないので、被検レンズ７の表面７ａ，７ｂで反射した反射光の反射方向は一つの方向とはならず、被検光路ａを逆行する反射光の光量はかなり低下している。そこで本実施の形態では、被検レンズ７表面で反射せずに被検レンズ７を透過したレーザ光を凹面鏡８で反射させ、そのレーザ光を被検レンズ７表面で反射した反射光に加えるようにして、被検光路ａを逆行する反射光の光量低下を防いでいる。また、凹面鏡８は、被検レンズ７の焦点ＦＡ又はＦＢに凹面鏡８の焦点が一致するように配置されるよう図１の矢印Ａ方向に移動自在である。
【００１９】参照面部材６の入射面６ａで反射した反射光と被検レンズ７の表面で反射した反射光（凹面鏡８で反射した反射光も含む）は、被検光路ａを逆行してコリメーターレンズ５を透過した後、１／４波長板４により円偏光から直線偏光となって偏光ビームスプリッタ３に導かれる。このとき、偏光ビームスプリッタ３に導かれる反射光は、１／４波長板４により、レーザー光源１から発せられたときに比べて偏光方向が９０度変更される。
【００２０】偏光ビームスプリッタ３に導かれた反射光は、偏光膜３ａによて進路が９０度折り曲げられて受光光路ｂに沿って進み、受光光路ｂに配置されたレンズ９により所定の倍率とされる。このとき、前記２つの反射光は干渉縞を生じ、その干渉縞は撮像手段としてのテレビカメラ（またはＣＣＤ）１０により撮像される。そして、テレビカメラ１０で撮像された干渉縞のデータは画像処理装置１１に取り込まれ、画像処理された後に、テレビモニタ１２上に表示される。
【００２１】画像処理装置１１の内部構成を図２に示す。図２において、画像処理装置１１にはコントローラ１１ａが設けられ、このコントローラ１１ａは画像処理装置１１全体の動作を制御している。コントローラ１１ａにはキーボード１１ｂとマウス１１ｃが接続され、これらキーボード１１ｂおよびマウス１１ｃからデータやコマンドを入力することができる。さらに、コントローラ１１ａには、テレビカメラ１０で撮像された干渉縞のデータ等を記憶するためのＲＡＭ１１ｄと、コントローラ１１ａの基本動作制御プログラムを記憶したＲＯＭ１１ｅとが接続されている。また、テレビカメラ１０とテレビモニタ１２はコントローラ１１ａに接続されている。
【００２２】ところで、本実施の形態では、受光光路ｂの途中に光量減衰用光学部材としてＮＤフィルタ１３が設けられているところに特徴がある。図３はＮＤフィルタ１３の平面図である。図３に示すように、ＮＤフィルタ１３は、透明な板状部材（例えばガラス）１３ａの略中央部にフィルタパターン１３ｂが形成されている。フィルタパターン１３ｂは蒸着または接着により形成することができる。
【００２３】このようなＮＤフィルタ１３を受光光路ｂの途中に設ければ、測定対象である被検レンズ７の一方の焦点による干渉縞上に、被検レンズ７の他方の焦点による干渉縞がノイズとして重なっても、そのノイズによる影響を容易に取り除くことができる。
【００２４】ＮＤフィルタ１３を受光光路ｂの途中に設ければ、例えば図４に示すように、他の焦点による干渉縞の部分がＮｄフィルタ１３で覆われて、この干渉縞の部分の光量が減衰される。このために、テレビカメラ１０で読み取った干渉縞のデータを画像処理装置１１で画像処理する際に、干渉縞とノイズとの見分けがつき易くなり、ノイズの影響を取り除くことができる。
【００２５】図４では、フィルタパターン１３ｂは他方の焦点による干渉縞だけを覆うサイズの小さいものであったが、図５のように受光光路ｂの光束全体を覆うサイズの大きいフィルタパターン１３ｂ’としても良い。この場合は、図６に示すように、測定対象の焦点による干渉縞の表示領域全体がフィルタパターン１３ｂ’で覆われることになる。反射光がＮＤフィルタ１３を透過する際、干渉縞の光量全体が減衰されるが、他の焦点による干渉縞のコントラストが測定対象の焦点による本来の干渉縞に比べて大きく低下する。このために、ノイズの部分と本来の干渉縞との間に光強度差が生じ、干渉縞とノイズとの見分けがつき易くなり、ノイズによる影響を容易に取り除くことができる。
【００２６】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態では、受光光路ｂの途中に光量減衰用光学部材を設ける代わりに、ソフトウエアを用いてノイズの影響を取り除くところに特徴がある。すなわち、本実施の形態のレンズ評価装置は、図１において、ＮＤフィルタ１３は設けられておらず、処理装置１１内のコントローラ１１ａでソフトウエアによってノイズを取り除くように構成されている。
【００２７】ソフトウエアによってノイズを取り除くには、例えば図７に示すように、他の焦点による干渉縞が生じていた部分にソフトウエア上でマスクをし、そのマスクした以外の部分だけを例えばテレビモニタ１２に表示するようにする。このようにすれば、ノイズの部分が完全に除外されるため、ノイズの影響をほとんど受けずにレンズの評価を行うことが可能となる。
【００２８】（実施の形態３）次に、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態も、実施の形態２と同様にソフトウエアを用いてノイズの影響を取り除いているが、その取り除いた部分に疑似的な干渉縞を補っているところに特徴がある。
【００２９】マスクした部分を処理対象から除外してしまうと、その部分での干渉縞としてのデータ量が少なくなってしまうので、レンズを高精度に評価する上では問題が生じる恐れある。そこで、本実施の形態のレンズ評価装置は、図８に示すようにマスクした以外の部分の干渉縞に基づいて、マスクをした部分（疑似信号領域）に干渉縞を疑似的に作成し、その作成結果を加味して被検レンズの評価を行うように構成されている。
【００３０】擬似信号領域に干渉縞を疑似的に作成する方法としては、直線近似や折れ線近似等がある。直線近似の方法は一番簡単な方法で、マスクをしたことによって分離された本来の干渉縞を、疑似信号領域において直線で結ぶだけで良い。折れ線近似の方法は直線近似よりは複雑であり、マスクされていない部分の干渉縞のデータから最小自乗法によって、疑似信号領域における干渉縞を関数として求め、その結果を図８のように折れ線で疑似信号領域に表示するようにする。なお、擬似信号領域に干渉縞を疑似的に作成する処理は、処理装置１１内のコントローラ１１ａで行われる。
【００３１】本実施の形態によれば、マスクして除外された部分を、直線近似や折れ線近似の干渉縞で疑似的に補うことができるので、レンズ評価の精度を向上させることが可能となる。
【００３２】上記実施の形態１〜３では、本発明のレンズ評価装置をフィゾー干渉計に適用した場合を例にして説明してきたが、本発明のレンズ評価装置は例えばシェアリング干渉計などにも勿論適用できる。
【００３３】また、上記実施の形態１〜３ではレンズの評価を行う場合についてのみ説明してきたが、本発明のレンズ評価装置は、光学式情報記録再生装置に搭載された複数の焦点を有する対物レンズの傾きを調整するような場合にも適用できる。例えば、図１において、参照面部材６として光透過可能なディスクを、被検レンズ７として対物レンズをそれぞれ設置し、当該ディスクと対物レンズにレーザー光を照射して、そのときの反射光に生じる干渉縞を読み取って画像処理するとともに、画像処理結果の干渉縞をテレビモニタ上に表示する。そして、作業者はテレビモニタ上に表示される干渉縞が正常な状態、すなわち干渉縞がほぼ直線状になるように、対物レンズの傾きを調整する。
【００３４】さらに、実施の形態１において、テレビカメラ１０で撮像した画像を、測定対象の干渉縞と他の焦点による干渉縞との光量の違いに基づいて設定された閾値で、２値化してＲＡＭ１１ｄ（図２参照）に記憶し、その記憶内容から本来の干渉縞を得るようにすることもできる。画像を２値化してＲＡＭ１１ｄに記憶しておけば、ＲＡＭ１１ｄから所望とする本来の干渉縞だけを取り出すことは容易なことである。そして、取り出された本来の干渉縞のみがテレビモニタ１２に表示される。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、干渉縞上にノイズが生じても、干渉縞とノイズとの見分けがつき易くなり、干渉縞からノイズを容易に除去することができる。その結果、被検レンズの形状検査やレンズ内部の均質性検査等の評価を正確に行うことができる。
【００３６】また、本発明のレンズ評価装置を用いれば、光学式情報記録再生装置に搭載された対物レンズ等の調整を高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレンズ評価装置の全体構成図である。
【図２】図１のレンズ評価装置に搭載された画像処理装置の内部構成図である。
【図３】干渉縞のノイズ部分のみを減光するためのＮＤフィルタの平面図である。
【図４】図３のＮＤフィルタで干渉縞を覆ったときの様子を示した図である。
【図５】受光光路の光束全体を減光するためのＮＤフィルタの平面図である。
【図６】図５のＮＤフィルタで干渉縞を覆ったときの様子を示した図である。
【図７】干渉縞のノイズ部分のみをマスクしたときの様子を示した図である。
【図８】マスクした部分を疑似的な干渉縞で補正した様子を示した図である。
【図９】測定対象の干渉縞にノイズとしての干渉縞が重なった様子を示した図である。
【符号の説明】
１ レーザ光源
２ ビームエキスパンダー
３ 偏光ビームスプリッタ
４ １／４波長板
５ コリメーターレンズ
６ 参照面部材
７ 被検レンズ
８ 凹面鏡
９ レンズ
１０ テレビカメラ（またはＣＣＤ）
１１ 画像処理装置
１２ テレビモニタ
１３ ＮＤフィルタ
ａ 被検光路
ｂ 受光光路
【特許請求の範囲】
【請求項１】 被検光路にセットされた被検レンズからの被検光と参照光路からの参照光とにより生じる干渉縞を、受光光路に設けられた撮像手段により読み取り、前記干渉縞を画像処理し、その処理結果からレンズの評価を行うレンズ評価装置において、前記受光光路の途中に光量減衰用光学部材を設けたことを特徴とするレンズ評価装置。
【請求項２】 請求項１に記載のレンズ評価装置において、前記被検レンズは、複数の焦点を持つレンズであることを特徴とするレンズ評価装置。
【請求項３】 請求項１又は２に記載のレンズ評価装置において、前記光量減衰用光学部材はＮＤフィルタであることを特徴とするレンズ評価装置。
【請求項４】 被検光路にセットされた被検レンズからの被検光と参照光路からの参照光とにより生じる干渉縞を、受光光路に設けられた撮像手段により読み取り、前記干渉縞を画像処理し、その処理結果からレンズの評価を行うレンズ評価装置において、前記干渉縞を画像処理する際に、干渉縞のノイズとなる部分をマスクし、そのマスクした以外の部分で評価を行う評価手段を設けたことを特徴とするレンズ評価装置。
【請求項５】 請求項４に記載のレンズ評価装置において、前記被検レンズは、複数の焦点を持つレンズであることを特徴とするレンズ評価装置。
【請求項６】 請求項４又は５に記載のレンズ評価装置において、前記評価手段は、マスクした以外の部分の干渉縞に基づいて、マスクをした部分の干渉縞を疑似的に作成し、その作成結果を加味して前記被検レンズの評価を行うことを特徴とするレンズ評価装置。
【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載のレンズ評価装置において、前記被検レンズは、光学式情報記録再生装置に搭載される対物レンズであることを特徴とするレンズ評価装置。
【請求項１】 被検光路にセットされた被検レンズからの被検光と参照光路からの参照光とにより生じる干渉縞を、受光光路に設けられた撮像手段により読み取り、前記干渉縞を画像処理し、その処理結果からレンズの評価を行うレンズ評価装置において、前記受光光路の途中に光量減衰用光学部材を設けたことを特徴とするレンズ評価装置。
【請求項２】 請求項１に記載のレンズ評価装置において、前記被検レンズは、複数の焦点を持つレンズであることを特徴とするレンズ評価装置。
【請求項３】 請求項１又は２に記載のレンズ評価装置において、前記光量減衰用光学部材はＮＤフィルタであることを特徴とするレンズ評価装置。
【請求項４】 被検光路にセットされた被検レンズからの被検光と参照光路からの参照光とにより生じる干渉縞を、受光光路に設けられた撮像手段により読み取り、前記干渉縞を画像処理し、その処理結果からレンズの評価を行うレンズ評価装置において、前記干渉縞を画像処理する際に、干渉縞のノイズとなる部分をマスクし、そのマスクした以外の部分で評価を行う評価手段を設けたことを特徴とするレンズ評価装置。
【請求項５】 請求項４に記載のレンズ評価装置において、前記被検レンズは、複数の焦点を持つレンズであることを特徴とするレンズ評価装置。
【請求項６】 請求項４又は５に記載のレンズ評価装置において、前記評価手段は、マスクした以外の部分の干渉縞に基づいて、マスクをした部分の干渉縞を疑似的に作成し、その作成結果を加味して前記被検レンズの評価を行うことを特徴とするレンズ評価装置。
【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載のレンズ評価装置において、前記被検レンズは、光学式情報記録再生装置に搭載される対物レンズであることを特徴とするレンズ評価装置。
【図２】
【図３】
【図１】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図３】
【図１】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開平１０−９０１１４
【公開日】平成１０年（１９９８）４月１０日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平９−１９９６５４
【出願日】平成９年（１９９７）７月２５日
【出願人】（００００００５２７）旭光学工業株式会社 (1,878)
【公開日】平成１０年（１９９８）４月１０日
【国際特許分類】
【出願日】平成９年（１９９７）７月２５日
【出願人】（００００００５２７）旭光学工業株式会社 (1,878)
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