非球面的偏心量测定方法以及形状解析方法技术

在具有非球面的光学元件中，在非球面部的周围形成有由平面构成的平面部，所述非球面部由与参考球面的偏差为10μm以下的非球面构成。测定平面部的平面形状，根据由该测定而得到的平面形状信息和形成平面部时使用的已知的平面形状信息，算出平面的倾斜量。将平面的倾斜量作为非球面的倾斜量，算出非球面的轴偏移量，并算出非球面形状误差量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及非球面的偏心量测定方法以及形状解析方法，例如，关于由透镜面、反射镜面等光学面构成的非球面，涉及由其倾斜量以及轴偏移量构成的偏心量的测定方法和用于评价非球面形状是否与设计值吻合的解析方法。
技术介绍
作为用于高精度地测定透镜、反射镜等光学元件的3维的表面形状的技术，公知有使触针接触工件来测定其位移量的接触式测定法。在这种接触式测定法中，有时需要不仅测定光学元件的表面形状而且测定光学面相对于光学元件的外形基准的错位即偏心。作为能测定这样的偏心的装置，例如，在专利文献1中提出了一种通过在夹具上配置定位球进行透镜的定位，从而测定以外形为基准的偏心量(倾斜量以及轴偏移量)的形状测定装置。在专利文献1记载的形状测定装置中，通过在作为基准的坐标系中对测定出的面形状数据进行坐标变换，以使测定出的面形状数据和已知形状数据(设计式)之差的均方根值为最小，从而算出透镜表面背面的相对位置关系。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002-71344号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在各种光学设备用的非球面透镜中，随着高像素化和小型化/薄型化，谋求通过非球面偏心量的减小来提高光学性能。但是，如专利文献1所记载的那样，在进行坐标变换以使测定出的面形状数据和已知形状数据之差的均方根值为最小时，只有在非球面与作为基准的球面的偏差(非球面偏差)非常小的非球面形状(即，接近于球面形状且非球面偏差为10μm以下的非球面形状)的情况下，难以算出测定面形状数据相对于已知形状数据的倾斜成分而不再能够算出正确的值。若不能算出正确的倾斜量，则也不能算出正确的轴偏移量，因此，不能算出偏心量，与此同时也难以算出相对于已知形状数据的正确的非球面形状误差量(非球面形状解析)。本专利技术是鉴于这样的状况而作出的，其目的在于提供一种即使是与参考球面的偏差为10μm以下的非球面，也能进行高精度的非球面偏心量的测定的偏心量测定方法、以及也能进行高精度的非球面形状的解析的形状解析方法。用于解决课题的方案为了实现上述目的，第1个专利技术的非球面的偏心量测定方法是与参考球面的偏差为10μm以下的非球面的偏心量测定方法，其特征在于，在具有所述非球面的光学元件中，在由所述非球面构成的非球面部的周围形成由平面构成的平面部，测定所述平面部的平面形状，根据由该测定而得到的平面形状信息和形成所述平面部时使用的已知的平面形状信息，算出所述平面的倾斜量，将所述平面的倾斜量作为所述非球面的倾斜量，算出所述非球面的轴偏移量。第2个专利技术的非球面的偏心量测定方法，在所述第1个专利技术中，其特征在于，所述平面部的平面形状的测定位置处于与所述非球面的最外周相距0.5mm以内的位置处。第3个专利技术的非球面的偏心量测定方法，在所述第1或者第2个专利技术中，其特征在于，所述非球面部和所述平面部由同一部件形成，并且被同轴加工或一体成形。第4个专利技术的非球面的偏心量测定方法，在所述第1～第3个专利技术中的任一个专利技术中，其特征在于，所述平面部的平面由镜面构成。第5个专利技术的非球面的偏心量测定方法，在所述第1～第4个专利技术中的任一个专利技术中，其特征在于，所述平面部的平面形状的测定位置在圆周上以等间隔处于8个点以上。第6个专利技术的非球面的形状解析方法是与参考球面的偏差为10μm以下的非球面的形状解析方法，其特征在于，在具有所述非球面的光学元件中，在由所述非球面构成的非球面部的周围形成由平面构成的平面部，测定所述平面部的平面形状，根据由该测定而得到的平面形状信息和形成所述平面部时使用的已知的平面形状信息，算出所述平面的倾斜量，将所述平面的倾斜量作为所述非球面的倾斜量，算出所述非球面的轴偏移量。第7个专利技术的非球面的形状解析方法，在所述第6个专利技术中，其特征在于，所述平面部的平面形状的测定位置处于与所述非球面的最外周相距0.5mm以内的位置处。第8个专利技术的非球面的形状解析方法，在所述第6或第7个专利技术中，其特征在于，所述非球面部和所述平面部由同一部件形成，并且被同轴加工或一体成形。第9个专利技术的非球面的形状解析方法，在所述第6～第8个专利技术中的任一个专利技术中，其特征在于，所述平面部的平面由镜面构成。第10个专利技术的非球面的形状解析方法，在所述第6～第9个专利技术中的任一个专利技术中，其特征在于，所述平面部的平面形状的测定位置在圆周上以等间隔处于8个点以上。专利技术效果即使是与参考球面的偏差为10μm以下的非球面，根据本专利技术的偏心量测定方法也能进行高精度的非球面偏心量的测定，另外，根据本专利技术的形状解析方法也能进行高精度的非球面形状的解析。附图说明图1是表示非球面的偏心量测定方法以及形状解析方法的一个实施方式的流程图。图2是用于说明非球面偏差的示意图。图3是表示非球面的倾斜量的算出正确的情况和不正确的情况下的非球面形状的解析结果的图。图4是表示作为图1的实施方式的测定对象例的非球面透镜的剖视图。图5是表示用于算出非球面的倾斜量以及轴偏移量的平面计测和非球面计测的示意图。图6是用于说明测定中心坐标的设定的平面图。图7是用于说明非球面透镜具有浇口(gate)部的情况下的平面计测的平面图。图8是表示在图1的实施方式中使用的非球面测定用夹具的外观以及截面构造的图。图9是表示图8的主要部分的放大图。图10是表示在图1的实施方式中使用的面形状测定装置的构造的概略图。具体实施方式以下，说明本专利技术的非球面的偏心量测定方法以及形状解析方法等。本专利技术的非球面的偏心量测定方法以及形状解析方法，例如，在由透镜面、反射镜面等光学面构成的非球面中，关于与参考球面的偏差为10μm以下的非球面，涉及由其倾斜量以及轴偏移量构成的偏心量的测定方法和用于评价非球面形状是否与设计值吻合的解析方法。在光学元件为球面透镜的情况下，如图2(A)所示，因为球面S0的透镜面形状相同，所以不依赖于轴的方向(箭头)。与此相对，如图2(B)所示，在光学元件为轴对称的非球面透镜的情况下，非球面S1的透镜面形状根据轴的方向(箭头)而不同。也就是说，若不能正确地知道轴的方向(即非球面的倾斜量)，则不再能够评价非球面形状是否与设计值吻合。在图2(C)中示出了非球面S1与作为基准的球面S0(参考球面)的偏差(非球面偏差)Δ。在非球面偏差Δ相对于面形状测定装置的测定误差足够大的情况下，能够正确地算出非球面的倾斜量。与此相对，在非球面偏差Δ相对于面形状测定装置的测定误差相对较小的情况下，因为不能区别于球面S0的测定，所以不可能正确地算出非球面的倾斜量。这里，非球面偏差Δ相对于面形状测定装置的测定误差相对较小的非球面形状，具体而言是非球面偏差Δ为10μm以下的非球面形状，另外，所述参考球面不限定于球面，也可以是平面。若不能正确地算出非球面的倾斜量，则也不能算出正确的轴偏移量，因此不能算出偏心量，与此同时也难以算出相对于已知形状数据的正确的非球面形状误差量(非球面形状解析)。在图3(A)中示出正确地算出了非球面A1的倾斜量的情况下的非球面形状A1与其已知形状(设计式)A0的位置关系，在图3(B)中示出未正确地算出非球面A1的倾斜量的情况下的非球面形状A1与其已知形状(设计式)A0的位置关系。另外，在图3(C)中示出正确地算出了非球面A1的倾斜量的情况下(图3(A))的非球面形状误差量δ，在图3(D)示出未正确地算出非球本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种偏心量测定方法，是与参考球面的偏差为10μm以下的非球面的偏心量测定方法，其特征在于，在具有所述非球面的光学元件中，在由所述非球面构成的非球面部的周围形成有由平面构成的平面部，测定所述平面部的平面形状，根据由该测定而得到的平面形状信息和形成所述平面部时使用的已知的平面形状信息，算出所述平面的倾斜量，将所述平面的倾斜量作为所述非球面的倾斜量，算出所述非球面的轴偏移量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.28 JP 2014-0692491.一种偏心量测定方法，是与参考球面的偏差为10μm以下的非球面的偏心量测定方法，其特征在于，在具有所述非球面的光学元件中，在由所述非球面构成的非球面部的周围形成有由平面构成的平面部，测定所述平面部的平面形状，根据由该测定而得到的平面形状信息和形成所述平面部时使用的已知的平面形状信息，算出所述平面的倾斜量，将所述平面的倾斜量作为所述非球面的倾斜量，算出所述非球面的轴偏移量。2.如权利要求1所述的偏心量测定方法，其特征在于，所述平面部的平面形状的测定位置处于与所述非球面的最外周相距0.5mm以内的位置处。3.如权利要求1或2所述的偏心量测定方法，其特征在于，所述非球面部和所述平面部由同一部件形成，并且被同轴加工或一体成形。4.如权利要求1～3中任一项所述的偏心量测定方法，其特征在于，所述平面部的平面由镜面构成。5.如权利要求1～4中任一项所述的偏心量测定方法，其特征在于，所述平...

【专利技术属性】
技术研发人员：上平真嘉，桥本隆志，泷谷俊哉，泷昇，
申请(专利权)人：柯尼卡美能达株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP