JP2002005621A - Method and apparatus for measuring eccentricity of lens array die - Google Patents

Method and apparatus for measuring eccentricity of lens array die

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JP2002005621A
JP2002005621A JP2000184428A JP2000184428A JP2002005621A JP 2002005621 A JP2002005621 A JP 2002005621A JP 2000184428 A JP2000184428 A JP 2000184428A JP 2000184428 A JP2000184428 A JP 2000184428A JP 2002005621 A JP2002005621 A JP 2002005621A
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lens
curvature
center
lens array
lens surface
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Nobuhiro Morita
展弘 森田
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a method and an apparatus for measuring and evaluating relative positional shift (eccentricity) of individual lens faces, formed on a plural ity of dowels for forming a lens array molding die. SOLUTION: When eccentricity of a die is measured by detecting relative positional shift between the centers of curvature of adjacent lens faces from the detection results of the center of curvature of each lens face 5 of a lens array molding die, eccentricity is measured sequentially for respective lens faces 5, while moving the die along the arranging direction of lens faces. The centers of curvature are measured simultaneously as a set for two or more adjacent lens faces 5 at each measuring position of the die, such that one or more common center of curvature of lens face 5 is present in continuous sets. The positions of the center of curvature of all lens faces 5 are then associated by comparing the detection results in each set of lens faces 5 common to continuous sets, thus removing measurement errors caused by positional variation of an objective lens face 5 from having affecting on the measurement of eccentricity.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズアレイ成形
用金型のレンズ面の偏心を測定する方法であるレンズア
レイ金型偏心測定方法及びこれに用いられるレンズアレ
イ金型偏心測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring the eccentricity of a lens array mold, which is a method for measuring the eccentricity of a lens surface of a lens array molding mold, and a lens array mold eccentricity measuring apparatus used for the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザープリンタなどの書込光学系に
は、レンズが一直線状に整列した結像光学素子(レンズ
アレイ)が用いられることがある。レンズアレイはプラ
スチックを成形加工して作られることが多い。
2. Description of the Related Art In a writing optical system such as a laser printer, an imaging optical element (lens array) in which lenses are linearly arranged is sometimes used. Lens arrays are often made by molding plastic.

【0003】レンズアレイの成形加工に用いられる金型
は、成形されるレンズに転写されるレンズ面が鏡面仕上
げにて形成された金駒が金型枠に取り付けられて形成さ
れる。金駒は切削、研削によって、レンズ面が一直線状
に配列する形に精密加工される。
A mold used for molding a lens array is formed by attaching a metal piece having a mirror-finished lens surface to be transferred to a lens to be molded to a mold frame. The gold pieces are precision processed by cutting and grinding so that the lens surfaces are arranged in a straight line.

【0004】そのような金駒を加工する工具は、レンズ
面を順次加工していくにつれて徐々に摩耗してゆくの
で、各レンズ面の加工条件が変化してしまう。そのた
め、レンズアレイがレンズの配列方向に長い場合、つま
りレンズの数が多い場合、始めの方に加工されたレンズ
面と後の方で加工されたレンズ面との加工条件の差が大
きくなってしまい、金駒の両端でレンズ面の精度に大き
な差ができてしまうということがある。
A tool for processing such a gold piece gradually wears as the lens surface is sequentially processed, so that the processing conditions for each lens surface change. Therefore, when the lens array is long in the lens arrangement direction, that is, when the number of lenses is large, the difference in processing conditions between the lens surface processed at the beginning and the lens surface processed at the rear increases. As a result, there may be a large difference in the accuracy of the lens surface between both ends of the gold piece.

【0005】そのような不都合の発生を防ぐため、一つ
のレンズアレイを成形する金駒をレンズの配列方向にい
くつかに分割して、複数のブロックとして加工し、それ
らのブロックを金型枠内に順次並べることにより、金型
を構成するという手法が取られている。そのようにして
レンズアレイ成形用金型を形成した例としては、特開平
11−77763号公報記載の技術がある。
In order to prevent such inconvenience, a gold piece for forming one lens array is divided into several pieces in the lens arrangement direction and processed into a plurality of blocks, and these blocks are placed in a mold frame. In this case, a method of forming a mold by sequentially arranging the dies is adopted. As an example of forming a lens array molding die in this way, there is a technique described in JP-A-11-77763.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】分割した状態に形成さ
れた金駒を金型枠内に並べたとき、レンズ面が配列方向
に対し略一直線で且つ略等間隔に整列していなければ、
成形されるレンズアレイの個々のレンズ結像位置がずれ
てしまうので、所望の光学性能が得られなくなってしま
う。
When the metal pieces formed in a divided state are arranged in a mold frame, if the lens surfaces are not aligned substantially in a straight line and at substantially equal intervals in the arrangement direction,
Since the individual lens imaging positions of the lens array to be formed are shifted, desired optical performance cannot be obtained.

【0007】レンズ面を所望の位置に位置決めするため
には、まず、レンズ面の位置を検出可能にする必要があ
る。
In order to position the lens surface at a desired position, first, it is necessary to detect the position of the lens surface.

【0008】本発明は、レンズアレイ成形用金型を形成
する複数の金駒に形成された個々のレンズ面の相対位置
ずれ(偏心)、或いは任意に設定した基準に対する個々
のレンズ面の絶対位置ずれを測定し評価する方法及び装
置を得ることを目的とする。
According to the present invention, the relative position deviation (eccentricity) of individual lens surfaces formed on a plurality of metal pieces forming a lens array molding die, or the absolute position of individual lens surfaces with respect to an arbitrarily set reference. It is an object to obtain a method and an apparatus for measuring and evaluating a displacement.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明のレ
ンズアレイ金型偏心測定方法は、複数のレンズが一直線
状に連なったレンズアレイを成形するためのレンズアレ
イ成形用金型が備える前記レンズに転写されるレンズ面
の各々について、このレンズ面が球面であればその曲率
中心を検出し、前記レンズ面が非球面であればその近軸
曲率中心を検出して、その検出結果から、隣接する前記
レンズ面の曲率中心又は近軸曲率中心間の相対位置ずれ
を検出することにより前記レンズアレイ成形用金型の偏
心を測定するレンズアレイ金型偏心測定方法において、
前記レンズ面の配列方向に沿って前記レンズアレイ成形
用金型を移動させて測定対象とする前記レンズ面を隣接
する前記レンズ面へと順次移行するようにし、前記レン
ズアレイ成形用金型の各測定位置ごとに、隣接する二つ
以上の前記レンズ面の曲率中心又は近軸曲率中心をひと
組として同時に検知し、連続する前記組で、一つ以上の
共通する前記レンズ面の曲率中心又は近軸曲率中心を存
在させ、連続する前記組で共通である前記レンズ面の各
前記組における検出結果を比較することにより、全ての
前記レンズ面の曲率中心又は近軸曲率中心の位置を関連
付けて、測定対象の前記レンズ面の位置のばらつきに起
因する測定誤差の偏心測定への影響を除去する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a lens array mold eccentricity measuring method, wherein the lens array molding mold for molding a lens array in which a plurality of lenses are linearly connected is provided. For each of the lens surfaces transferred to the lens, if this lens surface is spherical, the center of curvature is detected, and if the lens surface is aspheric, the paraxial center of curvature is detected, and from the detection result, In a lens array mold eccentricity measuring method for measuring the eccentricity of the lens array forming mold by detecting a relative positional deviation between a center of curvature or a paraxial curvature center of the adjacent lens surfaces,
The lens array molding die is moved along the arrangement direction of the lens surfaces to sequentially shift the lens surface to be measured to the adjacent lens surface, and each of the lens array molding dies is moved. For each measurement position, the center of curvature or the center of paraxial curvature of two or more adjacent lens surfaces is simultaneously detected as a set, and the center of curvature of one or more common lens surfaces or the near center of curvature is continuously detected in the set. By presenting an axial center of curvature, and comparing the detection results in each of the sets of the lens surfaces that are common to the successive sets, associating the positions of the centers of curvature or paraxial centers of curvature of all the lens surfaces, The influence of the measurement error due to the variation in the position of the lens surface to be measured on the eccentricity measurement is eliminated.

【0010】したがって、測定位置での各レンズ面がと
る位置の誤差によるレンズ面の偏心測定への影響を除去
できる。
Therefore, it is possible to eliminate the influence of the error of the position taken by each lens surface at the measurement position on the eccentricity measurement of the lens surface.

【0011】請求項2記載の発明のレンズアレイ金型偏
心測定方法は、複数のレンズが一直線状に連なったレン
ズアレイを成形するためのレンズアレイ成形用金型が備
える前記レンズに転写されるレンズ面の各々について、
このレンズ面が球面であればその曲率中心を検出し、前
記レンズ面が非球面であればその近軸曲率中心を検出し
て、その検出結果から、所定位置に対する個々の前記レ
ンズ面の曲率中心又は近軸曲率中心の絶対位置ずれを検
出することにより前記レンズアレイ成形用金型の偏心を
測定するレンズアレイ金型偏心測定方法において、前記
レンズ面の配列方向に沿って前記レンズアレイ成形用金
型を移動させて測定対象とする前記レンズ面を隣接する
前記レンズ面へと順次移行するようにし、前記レンズア
レイ成形用金型の各測定位置ごとに、隣接する二つ以上
の前記レンズ面の曲率中心又は近軸曲率中心をひと組と
して同時に検知し、連続する前記組で、一つ以上の共通
する前記レンズ面の曲率中心又は近軸曲率中心を存在さ
せ、連続する前記組で共通である前記レンズ面の各前記
組における検出結果を比較することにより、全ての前記
レンズ面の曲率中心又は近軸曲率中心の位置を関連付け
て、測定対象の前記レンズ面の位置のばらつきに起因す
る測定誤差の偏心測定への影響を除去する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a lens array mold eccentricity measuring method, wherein the lens is transferred to the lens provided in a lens array molding mold for molding a lens array in which a plurality of lenses are linearly connected. For each of the faces,
If the lens surface is spherical, the center of curvature is detected. If the lens surface is aspherical, the paraxial center of curvature is detected. From the detection result, the center of curvature of each lens surface with respect to a predetermined position is determined. Alternatively, in the lens array mold eccentricity measuring method for measuring the eccentricity of the lens array molding die by detecting an absolute displacement of a paraxial center of curvature, the lens array molding metal may be arranged along an arrangement direction of the lens surface. The lens surface to be measured is moved sequentially by moving the mold to the adjacent lens surface, and for each measurement position of the lens array molding die, two or more adjacent lens surfaces are measured. The center of curvature or the paraxial center of curvature is simultaneously detected as a set, and in the continuous group, the center of curvature or the center of paraxial curvature of one or more common lens surfaces is present, and the continuous center is set. By comparing the detection results in each of the sets of the lens surfaces that are common to each other, the positions of the centers of curvature or the centers of paraxial curvatures of all the lens surfaces are associated with each other, and the dispersion of the positions of the lens surfaces to be measured is determined. Eliminate the effect of the resulting measurement error on the eccentricity measurement.

【0012】したがって、測定位置での各レンズ面がと
る位置の誤差によるレンズ面の偏心測定への影響を除去
できる。
Therefore, it is possible to eliminate the influence of the error of the position taken by each lens surface at the measurement position on the eccentricity measurement of the lens surface.

【0013】請求項3記載の発明のレンズアレイ金型偏
心測定装置は、複数のレンズが一直線状に連なったレン
ズアレイを成形するためのレンズアレイ成形用金型をこ
のレンズアレイ成形用金型が備える前記レンズに転写さ
れるレンズ面の配列方向に沿って移動自在に支持する移
動手段と、前記レンズアレイ成形用金型の前記レンズ面
の配列方向の位置を検出する位置検出手段と、前記レン
ズ面の各々について、球面である前記レンズ面の曲率中
心又は非球面である前記レンズ面の近軸曲率中心を検出
する光学系ユニットと、前記レンズアレイ成形用金型の
各測定位置ごとに、隣接する二つ以上の前記レンズ面の
曲率中心又は近軸曲率中心をひと組として同時に検出す
る同時検出手段と、前記同時検出手段により検出される
連続する前記組で、一つ以上の共通する前記レンズ面の
曲率中心又は近軸曲率中心が存在するように前記移動手
段を制御する重複測定手段と、連続する前記組で共通で
ある前記レンズ面の各前記組における検出結果を比較す
ることにより、全ての前記レンズ面の曲率中心又は近軸
曲率中心の位置を関連付けて、測定対象の前記レンズ面
の位置のばらつきに起因する測定誤差の偏心測定への影
響を除去する誤差修正手段とを備える。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a lens array mold eccentricity measuring apparatus, wherein a lens array molding mold for molding a lens array in which a plurality of lenses are linearly connected is formed by a lens array molding mold. Moving means for movably supporting the lens surface to be transferred to the lens along the arrangement direction of the lens surface, position detection means for detecting the position of the lens array molding die in the arrangement direction of the lens surface, and the lens For each surface, an optical system unit that detects the center of curvature of the lens surface that is a spherical surface or the paraxial center of curvature of the lens surface that is an aspheric surface, and is adjacent to each measurement position of the lens array molding die. Simultaneous detection means for simultaneously detecting the center of curvature or the paraxial curvature center of the two or more lens surfaces as a set, and the continuous set detected by the simultaneous detection means. Overlapping measurement means for controlling the moving means such that there is one or more common centers of curvature or paraxial centers of curvature of the lens surfaces, and detection in each set of the lens surfaces common to successive sets. By comparing the results, the positions of the centers of curvature or paraxial centers of curvature of all the lens surfaces are associated with each other, and the influence of the measurement error due to the variation of the positions of the lens surfaces to be measured on the eccentricity measurement is removed. Error correction means.

【0014】したがって、移動手段の運動誤差によるレ
ンズ面の偏心測定への影響を除去できる。
Therefore, the influence of the movement error of the moving means on the eccentricity measurement of the lens surface can be eliminated.

【0015】請求項4記載の発明は、請求項3記載のレ
ンズアレイ金型偏心測定装置であって、前記光学系ユニ
ットは、前記レンズ面に光を照射する光源と、前記レン
ズ面からの反射光を所定位置に結像させる光学系と、前
記所定位置に結像した前記反射光を受光する受光素子と
を備える。
According to a fourth aspect of the present invention, in the lens array eccentricity measuring apparatus according to the third aspect, the optical system unit includes a light source for irradiating the lens surface with light and a reflection from the lens surface. An optical system for imaging light at a predetermined position, and a light receiving element for receiving the reflected light imaged at the predetermined position are provided.

【0016】したがって、請求項3記載の構成を実現で
きる。
Therefore, the configuration described in claim 3 can be realized.

【0017】請求項5記載の発明は、請求項4記載のレ
ンズアレイ金型偏心測定装置であって、前記レンズ面か
らの反射光が所定位置に結像するように前記反射光の光
路を変化させる導光手段を備える。
According to a fifth aspect of the present invention, in the lens array eccentricity measuring apparatus according to the fourth aspect, the optical path of the reflected light is changed so that the reflected light from the lens surface forms an image at a predetermined position. Light guiding means for causing the light to flow.

【0018】したがって、隣接するレンズ面の間隔が不
適当でも、反射光を所定位置に結像させることができ
る。
Therefore, even if the distance between adjacent lens surfaces is inappropriate, reflected light can be focused on a predetermined position.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明は、レンズアレイ成形用金
型について、金駒に形成された個々のレンズ面の相対位
置ずれ(以降、偏心と記載する)、或いは任意に設定し
た基準に対する個々のレンズ面の絶対位置ずれを測定、
評価する方法及び装置に関する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention relates to a lens array molding die, which is capable of adjusting the relative position deviation (hereinafter referred to as "eccentricity") of each lens surface formed on a metal piece, or an individual reference to an arbitrarily set reference. Measuring the absolute displacement of the lens surface of
The present invention relates to a method and an apparatus for evaluating.

【0020】そして、偏心を求めるために、レンズアレ
イ成形用金型をレンズ面の配列方向に移動させながら個
々のレンズ面の曲率中心(或いは近軸曲率中心)の位置
を検出し、それらの相対位置ずれ、或いは任意に設定し
た基準に対する個々のレンズ面の絶対的な位置ずれを検
出する手法を基本的な測定原理として用いている。
In order to determine the eccentricity, the position of the center of curvature (or the paraxial center of curvature) of each lens surface is detected while moving the lens array molding die in the direction of arrangement of the lens surfaces, and their relative positions are detected. As a basic measurement principle, a method of detecting a position shift or an absolute position shift of each lens surface with respect to an arbitrarily set reference is used.

【0021】なお、以下の実施の形態においては、説明
が煩雑にならないようにするため、レンズ面が球面であ
る場合について説明し、その曲率中心を検出して位置ず
れを評価するが、レンズ面が非球面の場合は、その近軸
曲率中心を検出して位置ずれを評価する。その場合、以
下の実施の形態では、「曲率中心」が「近軸曲率中心」
に置き換えられる。
In the following embodiment, for the sake of simplicity, the case where the lens surface is spherical will be described, and the center of curvature will be detected to evaluate the displacement. Is an aspherical surface, its paraxial center of curvature is detected to evaluate the displacement. In that case, in the following embodiment, “center of curvature” is “paraxial center of curvature”.
Is replaced by

【0022】本発明の第一の実施の形態について、図1
〜図5を用いて説明する。まず、図1を用いて、レンズ
アレイ成形用金型1の構成の一例について説明する。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. First, an example of the configuration of the lens array molding die 1 will be described with reference to FIG.

【0023】レンズアレイ成形用金型(以下、単に「金
型」と称する)1は、金型枠2を有し、金型枠2の中央
部には、溝3が形成されている。溝3内には、複数の金
駒4が並べられている。
A lens array molding die (hereinafter, simply referred to as “die”) 1 has a die frame 2, and a groove 3 is formed in the center of the die frame 2. A plurality of gold pieces 4 are arranged in the groove 3.

【0024】金駒4には、レンズアレイが備えるレンズ
に転写されるレンズ面5が形成されている。レンズ面5
は、凹状であって、鏡面仕上げされている。各金駒4に
は、それぞれ2つのレンズ面5が形成されている。本実
施の形態では、金駒4は全部で8個とされており、各
々、溝3に嵌め込まれて、図示しないボルトで固定され
ている。
The gold piece 4 has a lens surface 5 to be transferred to a lens provided in the lens array. Lens surface 5
Is concave and mirror-finished. Each gold piece 4 is formed with two lens surfaces 5. In the present embodiment, the total number of the gold pieces 4 is eight, each of which is fitted into the groove 3 and fixed with a bolt (not shown).

【0025】図2は、レンズアレイ金型偏心測定装置
(以下、単に「測定装置」と称する)10の概略的構成
を示す正面図である。図2では、金型1をレンズ面5の
配列方向に沿った縦断面で示している。
FIG. 2 is a front view showing a schematic configuration of a lens array mold eccentricity measuring device (hereinafter, simply referred to as a “measuring device”) 10. In FIG. 2, the mold 1 is shown in a longitudinal section along the direction in which the lens surfaces 5 are arranged.

【0026】測定装置10は、まず、光学系ユニット1
1を備えており、光学系ユニット11は、光源12と、
ビームスプリッタ13と、光学系としてのレンズ14,
15と、受光素子を備えるCCDカメラ16とを備えて
いる。
The measuring apparatus 10 firstly includes the optical system unit 1
1, the optical system unit 11 includes a light source 12,
A beam splitter 13, a lens 14 as an optical system,
15 and a CCD camera 16 having a light receiving element.

【0027】CCDカメラ16とレンズ14,15と
は、この順番で一直線上に並べられて配設されており、
これらの光軸Aは一致している。光源12は、この光源
12が照射するレーザービームの光軸Bが光軸Aと直交
するように配設されている。
The CCD camera 16 and the lenses 14 and 15 are arranged in a straight line in this order.
These optical axes A coincide. The light source 12 is disposed such that the optical axis B of the laser beam emitted by the light source 12 is orthogonal to the optical axis A.

【0028】光軸Aにおける光軸Bの交点は、CCDカ
メラ16とレンズ14との間に位置していて、この位置
に、ビームスプリッタ13が配設されている。ビームス
プリッタ13は、光軸Aと光軸Bとの両方と45°をな
している。
The intersection of the optical axis A and the optical axis B is located between the CCD camera 16 and the lens 14, and the beam splitter 13 is disposed at this position. The beam splitter 13 forms 45 ° with both the optical axis A and the optical axis B.

【0029】レンズ14とレンズ15との間を進む光は
略平行光となるように、光源12とレンズ14との間の
光路長は、予め調節されている。また、レンズ15で収
束された光の焦点pとレンズ面5の曲率中心qとが略一
致するように、光学系ユニット11の位置が調節されて
いる。
The optical path length between the light source 12 and the lens 14 is adjusted in advance so that the light traveling between the lens 14 and the lens 15 becomes substantially parallel light. Further, the position of the optical system unit 11 is adjusted such that the focal point p of the light converged by the lens 15 substantially coincides with the center of curvature q of the lens surface 5.

【0030】光学系ユニット11は、光軸Aに平行な方
向(図2の矢印方向)に進退する図示しないステージに
搭載されていて、金型1を測定装置10に着脱する場合
などのために、退避可能とされている。また、このよう
な構造により、測定対象の金型1の種類が替わった場合
の焦点pと曲率中心qとの位置合わせが容易に行える。
The optical system unit 11 is mounted on a stage (not shown) which advances and retreats in a direction parallel to the optical axis A (the direction of the arrow in FIG. 2), and is used for attaching and detaching the mold 1 to and from the measuring apparatus 10. , Can be evacuated. Further, with such a structure, the position of the focal point p and the center of curvature q can be easily adjusted when the type of the mold 1 to be measured is changed.

【0031】CCDカメラ16は、その撮像面が、レン
ズ14の焦点rの近傍に位置するように、位置調節され
ている。
The position of the CCD camera 16 is adjusted so that its image pickup surface is located near the focal point r of the lens 14.

【0032】CCDカメラ16には画像入力器17が接
続されており、この画像入力器17は、パーソナルコン
ピュータ(以降、パソコンと記載する)18に接続され
ている。パソコン18はモニター19を備えている。C
CDカメラ16で撮像された画像のデータは、画像入力
器17を介してパソコン18に入力されて、モニター1
9に表示される。
An image input device 17 is connected to the CCD camera 16, and the image input device 17 is connected to a personal computer (hereinafter, referred to as a personal computer) 18. The personal computer 18 has a monitor 19. C
Data of an image captured by the CD camera 16 is input to a personal computer 18 via an image input device 17 and
9 is displayed.

【0033】金型1は、移動手段としての移動機構20
が備えるステージ21に載置される。移動機構20は、
ステッピングモータ22の駆動力により、金型1がレン
ズ面5の配列方向に沿って移動するように、ステージ2
1を移動させる。
The mold 1 has a moving mechanism 20 as moving means.
Is mounted on the stage 21 provided in the. The moving mechanism 20
The stage 2 is moved so that the mold 1 moves in the direction in which the lens surfaces 5 are arranged by the driving force of the stepping motor 22.
Move 1

【0034】ステッピングモータ22は、ドライバ23
及びパルスコントローラ24を介してパソコン18に接
続されており、パソコン18からの要求によってパルス
コントローラ24が出力したパルスをドライバ23を介
して受けて回転する。
The stepping motor 22 includes a driver 23
The pulse controller 24 is connected to the personal computer 18 via a pulse controller 24, and receives a pulse output from the pulse controller 24 via a driver 23 in response to a request from the personal computer 18 to rotate.

【0035】また、ステッピングモータ22には、位置
検出手段として、図示しない回転原点位置センサが取り
付けられており、パルス数をカウントすることで、レン
ズ面5の配列方向に対するステージ21の位置及び移動
量を知ることができる。
The stepping motor 22 is provided with a rotation origin position sensor (not shown) as position detection means. By counting the number of pulses, the position and the movement amount of the stage 21 with respect to the arrangement direction of the lens surface 5 are determined. You can know.

【0036】なお、ステージ21にレーザスケールなど
の検出器を取り付けることで、より高精度にステージ2
1の位置情報を取得し、位置決めすることもできる。
By attaching a detector such as a laser scale to the stage 21, the stage 2 can be more accurately adjusted.
It is also possible to acquire the position information of No. 1 and perform positioning.

【0037】以上の構成及び配置において、オートコリ
メーション法を用いることにより、レンズ面5の曲率中
心qの位置が、CCDカメラ16の撮像面上におけるレ
ンズ面5からの反射スポット像の位置として検出でき
る。
In the above configuration and arrangement, the position of the center of curvature q of the lens surface 5 can be detected as the position of the reflected spot image from the lens surface 5 on the imaging surface of the CCD camera 16 by using the auto-collimation method. .

【0038】CCDカメラ16にて撮像されたレンズ面
5からの反射スポット像は、画像入力器17を介してパ
ソコン18のモニター19に表示され、それと同時に、
下記の(1)式にてその重心位置の座標(Xc、Yc)
が計算される。
The image of the reflected spot from the lens surface 5 captured by the CCD camera 16 is displayed on a monitor 19 of a personal computer 18 via an image input device 17, and at the same time,
The coordinates (Xc, Yc) of the position of the center of gravity is calculated by the following equation (1).
Is calculated.

【0039】[0039]

【式1】 (Equation 1)

【0040】ここで、X方向をレンズ配列直交方向、Y
方向をレンズ配列方向とする。また、(1)式のnはス
ポット重心計算における有効データ数である。
Here, the X direction is the direction orthogonal to the lens arrangement, and the Y direction is
The direction is defined as a lens arrangement direction. In the equation (1), n is the number of effective data in the calculation of the center of gravity of the spot.

【0041】まず、任意のレンズ面5からの反射スポッ
ト像の重心座標(Xcj ,Ycj)を記憶する。次に、ス
テージ21をほぼレンズ面5のピッチ分だけ移動させ
て、隣接するレンズ面5からの反射スポット像の重心座
標(Xcj+1 ,Ycj+1)を取得する。
First, the barycentric coordinates (Xcj, Ycj) of the reflected spot image from any lens surface 5 are stored. Next, the stage 21 is moved substantially by the pitch of the lens surface 5 to obtain the barycentric coordinates (Xcj + 1, Ycj + 1) of the reflected spot image from the adjacent lens surface 5.

【0042】これらの重心座標が用いられて、隣接する
レンズ面5の曲率中心qの位置ずれ量Dが、次の(2)
式にて計算される。
Using these barycentric coordinates, the displacement amount D of the center of curvature q of the adjacent lens surface 5 is calculated by the following equation (2).
It is calculated by the formula.

【0043】[0043]

【式2】 (Equation 2)

【0044】ここで、下記の(2)式のf1はレンズ1
5の焦点距離、f2はレンズ14の焦点距離、aはCCD
カメラの1画素の大きさである。
Here, f1 in the following equation (2) is
5 is the focal length, f2 is the focal length of the lens 14, a is the CCD
This is the size of one pixel of the camera.

【0045】また、例えば、図2における金型1の一番
右方のレンズ面5の位置を基準とし、その反射スポット
像の座標を(Xc0 ,Yc0)として、ステージ21をレ
ンズ面5のピッチ分だけ送りながら、その都度、レンズ
面5の曲率中心qの位置ずれDを下記の(3)式にて求
めることにより、基準としたレンズ面5に対する個々の
レンズ面5の絶対的な位置ずれを求めることができる。
なお、実施にあたっては、基準は、レンズアレイの使用
方法に対応させて最適なものを設定すればよい。
Also, for example, with reference to the position of the rightmost lens surface 5 of the mold 1 in FIG. 2, the coordinates of the reflected spot image are set to (Xc0, Yc0), and the stage 21 is pitched to the lens surface 5. Each time, the absolute displacement of each lens surface 5 with respect to the reference lens surface 5 is obtained by calculating the displacement D of the center of curvature q of the lens surface 5 by the following equation (3). Can be requested.
In implementation, an optimal reference may be set according to the usage of the lens array.

【0046】[0046]

【式3】 (Equation 3)

【0047】図3に、一番右方のレンズ面5からの反射
スポット像を基準とした場合の測定結果の概念図を示
す。ここで、D1〜D7が測定されたレンズ面5の曲率
中心qの位置ずれ量である。
FIG. 3 shows a conceptual diagram of a measurement result based on a reflection spot image from the rightmost lens surface 5. Here, D1 to D7 are measured positional deviation amounts of the center of curvature q of the lens surface 5.

【0048】図2の装置により金型1におけるレンズ面
の偏心を測定する場合、上述のように、金型1をレンズ
面5の配列方向に沿ってステージ21を移動させるが、
ステージ21には、移動運動誤差がある。その一般的な
項目としては、 水平方向、垂直方向における真直度誤差 ピッチング、ヨーイング、ローリングの角度誤差 移動方向に対する位置決め誤差 が挙げられる。
When the eccentricity of the lens surface of the mold 1 is measured by the apparatus shown in FIG. 2, the stage 21 is moved along the arrangement direction of the lens surface 5 of the mold 1 as described above.
The stage 21 has a movement error. Common items include straightness errors in the horizontal and vertical directions, angular errors in pitching, yawing, and rolling. Positioning errors in the moving direction.

【0049】これらの移動運動誤差により、ステージ2
1に搭載された金型1のレンズ面5の曲率中心qが位置
ずれをおこし、それが偏心測定誤差となって現われる。
Due to these movement errors, the stage 2
The center of curvature q of the lens surface 5 of the mold 1 mounted on the mold 1 is displaced, which appears as an eccentricity measurement error.

【0050】本実施の形態では、金型1をレンズ面5の
配列方向に沿って移動させながら個々のレンズ面5の曲
率中心qの位置を検知する場合に、隣接する2つ以上の
レンズ面5の曲率中心qの位置を同時に検知する。そし
て、金型1を移動させる前に観察した曲率中心qの組
と、金型1を移動させた後に観察した曲率中心qの組と
の間で、少なくとも1つ以上の共通のレンズ面5の曲率
中心qを存在させる。これにより、ステージ21の移動
運動誤差の偏心測定への影響を除去する。
In the present embodiment, when detecting the position of the center of curvature q of each lens surface 5 while moving the mold 1 along the arrangement direction of the lens surfaces 5, two or more adjacent lens surfaces 5 are used. 5, the position of the center of curvature q is simultaneously detected. Then, at least one or more common lens surfaces 5 are set between the set of the centers of curvature q observed before moving the mold 1 and the set of the centers of curvature q observed after moving the mold 1. There is a center of curvature q. This eliminates the influence of the movement error of the stage 21 on the eccentricity measurement.

【0051】ここで、ステージ21の移動運動誤差のう
ち、真直度誤差の影響を除去するには、隣接する2つの
レンズ面5の曲率中心qの位置を同時に検知し、金型1
を移動させる前に検知したレンズ面5の曲率中心qの組
と、金型1を移動させた後に検知したレンズ面5の曲率
中心qの組との間で、1つ以上の共通のレンズ面5の曲
率中心qが存在すればよい。
Here, in order to remove the influence of the straightness error among the movement errors of the stage 21, the positions of the centers of curvature q of two adjacent lens surfaces 5 are simultaneously detected, and the mold 1 is moved.
One or more common lens surfaces between the set of the centers of curvature q of the lens surfaces 5 detected before moving the mold 1 and the set of the centers of curvature q of the lens surfaces 5 detected after the mold 1 is moved. It suffices that there are five centers of curvature q.

【0052】また、ステージ21の移動運動誤差のう
ち、角度誤差を除去するには、隣接する3つ以上のレン
ズ面5の曲率中心qの位置を同時に検知し、金型1を移
動させる前に検知したレンズ面5の曲率中心qの組と、
金型1を移動させた後に検知したレンズ面5の曲率中心
qの組との間で、2つ以上の共通のレンズ面5の曲率中
心をq存在させる必要がある(これに関しては、第二の
実施の形態で説明する。)。
In order to remove the angle error among the movement errors of the stage 21, the positions of the centers of curvature q of three or more adjacent lens surfaces 5 are simultaneously detected, and before the mold 1 is moved. A set of the detected centers of curvature q of the lens surfaces 5;
Between the set of the centers of curvature q of the lens surfaces 5 detected after moving the mold 1, it is necessary that q or more of the centers of curvature of the two or more common lens surfaces 5 exist (in this regard, the second This will be described in an embodiment.).

【0053】本実施の形態では、真直度誤差の影響を除
去する場合について、図4、図5を用いて説明する。こ
こでは、オートコリメーション法を利用した例について
示している。
In this embodiment, a case where the influence of the straightness error is removed will be described with reference to FIGS. Here, an example using the auto-collimation method is shown.

【0054】図4は、図2に示した測定装置10の中の
光学系ユニット11である。まず、レンズ15による収
束光の集光位置pが、レンズ面5a、5bの曲率中心q
a、qbの略中央に一致するよう、光学系ユニット11
の光軸A、B方向の位置及び金型1の位置を決める。
FIG. 4 shows the optical system unit 11 in the measuring apparatus 10 shown in FIG. First, the condensing position p of the convergent light by the lens 15 is determined by the center of curvature q of the lens surfaces 5a and 5b.
The optical system unit 11 is set so as to substantially coincide with the center of a and qb.
Are determined in the directions of the optical axes A and B and the position of the mold 1.

【0055】すると、隣接する2つのレンズ面5a、5
bからそれぞれ光が反射されて、それぞれの曲率中心q
a、qbの反射スポット像qa'、qb'が、CCDカメ
ラ16の撮像面上で観察される。但し、隣接する2つの
レンズ面5a、5bに光が照明されるように、照明光学
系の開口(図示せず)が決めてある。ここに、同時検出
手段が実現されている。
Then, the two adjacent lens surfaces 5a, 5a
b, light is reflected from each of them, and respective centers of curvature q
The reflected spot images qa 'and qb' of a and qb are observed on the imaging surface of the CCD camera 16. However, the aperture (not shown) of the illumination optical system is determined so that light is illuminated on two adjacent lens surfaces 5a and 5b. Here, the simultaneous detection means is realized.

【0056】図5に、CCDカメラ16の撮像面上で得
られる曲率中心qの反射スポット像をモニターした様子
を示す。
FIG. 5 shows a state in which a reflected spot image at the center of curvature q obtained on the imaging surface of the CCD camera 16 is monitored.

【0057】(a)はステージ21移動前の様子であっ
て、曲率中心qa、qbの反射スポット像qa'、qb'
が観察されている。
(A) shows a state before movement of the stage 21. The reflected spot images qa 'and qb' at the centers of curvature qa and qb are shown.
Have been observed.

【0058】(b)はステージ21移動後の様子であっ
て、反射スポット像qa'はなくなり、レンズ面5bの
反射スポット像qb'と、レンズ面5bに隣接するレン
ズ面5cの曲率中心qcの反射スポット像qc'とが観
察されている。ここに、重複測定手段が実現されてい
る。
(B) shows the state after the movement of the stage 21. The reflection spot image qa 'disappears, and the reflection spot image qb' of the lens surface 5b and the curvature center qc of the lens surface 5c adjacent to the lens surface 5b are removed. The reflection spot image qc 'is observed. Here, an overlapping measuring means is realized.

【0059】基準軸Oには、例えば、あらかじめ全ての
レンズ面5の曲率中心qを個々に観察して、各曲率中心
qに対する距離の平均が最小となるような軸を設定す
る。なお、ステージ21の移動軸に対して基準軸Oが略
平行となるように、ステージ21に搭載した金型1の位
置を調整しておくものとする。
As the reference axis O, for example, an axis is set such that the centers of curvature q of all the lens surfaces 5 are individually observed in advance and the average of the distances to each center of curvature q is minimized. It is assumed that the position of the mold 1 mounted on the stage 21 has been adjusted so that the reference axis O is substantially parallel to the movement axis of the stage 21.

【0060】まず、ステージ21移動前には、曲率中心
qa、qbの反射スポット像qa'、qb'は同時に観察
されるため、それらの位置関係にステージ21の真直度
誤差は影響しない。
First, before the movement of the stage 21, the reflected spot images qa 'and qb' of the centers of curvature qa and qb are observed at the same time, so that the straightness error of the stage 21 does not affect their positional relationship.

【0061】その状態からステージ21を移動させて、
曲率中心qb、qcの反射スポット像qb'、qc'を観
察したとき、ステージに真直度誤差があると、その誤差
分Sbだけ曲率中心qb、qcの位置がずれるので、反
射スポット像qb'、qc'は、それぞれqb''、qc''
の位置にあるように観察され、db'、dc'が、それぞ
れ基準軸Oに対する位置ずれ量として求められる。
From this state, the stage 21 is moved,
When observing the reflection spot images qb 'and qc' of the curvature centers qb and qc, if there is a straightness error in the stage, the positions of the curvature centers qb and qc are shifted by the error Sb. qc ′ is qb ″ and qc ″, respectively.
Are observed, and db ′ and dc ′ are obtained as positional deviation amounts with respect to the reference axis O, respectively.

【0062】しかしながら、曲率中心qb'の基準軸O
に対する距離dbは既知であるため、dbとdb'との
差をとることにより、真直度誤差Sbが求められる。こ
のため、dc'からSbを差し引くことにより、正しい
距離dcが求められる。
However, the reference axis O of the center of curvature qb '
Is known, the straightness error Sb is obtained by taking the difference between db and db '. Therefore, by subtracting Sb from dc ', a correct distance dc is obtained.

【0063】このように、1つ以上の共通の曲率中心q
(上記例ではqbが共通)を観察しながら、2個ずつの
曲率中心q間の位置関係を検知することで、ステージ2
1の移動運動誤差のうち、真直度誤差の影響を排しての
偏心測定が可能となる。ここに、誤差修正手段が実現さ
れている。
Thus, one or more common centers of curvature q
While observing (in the above example, qb is common), by detecting the positional relationship between the two curvature centers q, the stage 2 is detected.
The eccentricity measurement can be performed without the influence of the straightness error among the one movement error. Here, an error correcting means is realized.

【0064】ここで、この例では、あらかじめ全てのレ
ンズ面5の曲率中心qを個々に観察し、各曲率中心qに
対する距離の平均が最小となるような軸を基準軸Oとし
て設定しているため、基準軸Oにステージ21の真直度
誤差の成分が含まれているが、その基準軸Oに対するす
べてのレンズ面5の曲率中心qの位置の距離が分かって
いるため、再度、各曲率中心qに対する距離の平均が最
小となるような軸を正しい基準軸O1として設定し、正
しい基準軸O1に対するすべてのレンズ面5の曲率中心
qの距離を計算すればよい。
Here, in this example, the centers of curvature q of all the lens surfaces 5 are individually observed in advance, and the axis that minimizes the average of the distance to each center of curvature q is set as the reference axis O. Therefore, although the straightness error component of the stage 21 is included in the reference axis O, the distances of the positions of the centers of curvature q of all the lens surfaces 5 with respect to the reference axis O are known. An axis that minimizes the average of the distances to q may be set as the correct reference axis O1, and the distances of the centers of curvature q of all the lens surfaces 5 to the correct reference axis O1 may be calculated.

【0065】また、図2の測定装置10で2つの曲率中
心qの位置を同時に求めるには、CCDカメラ16の視
野内で観察される2つの反射スポット像の重心位置をそ
れぞれ計算する必要があるが、その場合は、例えば、C
CDカメラ16の視野を計算上2つの領域に分け、それ
ぞれの領域内において(1)式を計算することにより、
2つの反射スポット像の重心位置を求めることができ
る。
Further, in order to simultaneously determine the positions of the two centers of curvature q with the measuring device 10 of FIG. 2, it is necessary to calculate the respective barycentric positions of the two reflected spot images observed in the field of view of the CCD camera 16. In that case, for example, C
By dividing the field of view of the CD camera 16 into two regions for calculation, and calculating the expression (1) in each region,
The position of the center of gravity of the two reflected spot images can be obtained.

【0066】さらにまた、上記例では複雑になるため、
移動方向に対する位置決め誤差がない、すなわち
(2)、(3)式におけるY成分がゼロであるものとし
て説明したが、実施にあたっては、反射スポット像の重
心座標を求めて(2)、(3)式を用いれば、位置決め
誤差の影響も考慮できる。
Further, since the above example is complicated,
The description has been made assuming that there is no positioning error in the moving direction, that is, the Y component in equations (2) and (3) is zero. By using the equation, the influence of the positioning error can be considered.

【0067】その場合、隣接する2つの曲率中心qの反
射スポット像q'の位置関係から求めた真直度誤差を
(2)、(3)式におけるX成分から差し引き、同じよ
うにして求めた移動方向に対する位置決め誤差を
(2)、(3)式におけるY成分から差し引く。
In this case, the straightness error obtained from the positional relationship between the reflection spot images q 'of the two adjacent centers of curvature q is subtracted from the X component in the equations (2) and (3), and the movement obtained in the same manner. The positioning error in the direction is subtracted from the Y component in equations (2) and (3).

【0068】これにより、ステージ21の真直度誤差及
び移動方向に対する位置決め誤差の偏心測定への影響を
除去できる。
As a result, the influence of the straightness error of the stage 21 and the positioning error in the moving direction on the eccentricity measurement can be eliminated.

【0069】次に、本発明の第二の実施の形態につい
て、図6及び図7を用いて説明する。なお、前実施の形
態で説明した部分と同じ部分には同じ符号を用い、その
部分に関しては詳細な説明を省略する(以下の実施の形
態でも同様とする)。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the same reference numerals are used for the same portions as those described in the previous embodiment, and detailed description of those portions is omitted (the same applies to the following embodiments).

【0070】第一の実施の形態では、金型1の各測定位
置での共通の曲率中心qが1つであるために角度情報が
得られないので、ステージ21の移動運動におけるピッ
チング等の角度誤差の影響を除去することができない。
In the first embodiment, since there is only one common center of curvature q at each measurement position of the mold 1, angle information cannot be obtained. The effects of errors cannot be eliminated.

【0071】そこで、本実施の形態では、角度誤差をも
除去するために、各測定位置で3つ以上の曲率中心qを
同時に観察し、共通の曲率中心qが2つ以上になるよう
に測定位置を選ぶ。このようにして2つの曲率中心qの
位置関係を知ることにより、ステージ21の移動前後で
の角度変位の情報が得られるため、ステージ21の真直
度誤差の影響と同時に、角度誤差の影響も、除去するこ
とができる。以下に、図6、図7を用いて説明する。
Therefore, in the present embodiment, in order to eliminate the angular error, three or more centers of curvature q are simultaneously observed at each measurement position, and the measurement is performed such that the common center of curvature q becomes two or more. Choose a position. By knowing the positional relationship between the two centers of curvature q in this way, information on the angular displacement before and after the movement of the stage 21 can be obtained, so that not only the effect of the straightness error of the stage 21 but also the effect of the angular error Can be removed. This will be described below with reference to FIGS.

【0072】図6に示す光学系ユニット11は、図4に
示した光学系ユニット11と同じ構成であるが、レンズ
15による収束光の集光位置pのみ異なり、レンズ面5
bの曲率中心qbに略一致するよう、光学系ユニット1
1の光軸A、B方向の位置及び金型1の位置を調整して
ある。
The optical system unit 11 shown in FIG. 6 has the same configuration as that of the optical system unit 11 shown in FIG.
b, the optical system unit 1
The position of the mold 1 in the directions of the optical axes A and B and the position of the mold 1 are adjusted.

【0073】それにより、隣接する3つのレンズ面5a
〜5cからそれぞれ光が反射されて、それぞれの曲率中
心qa〜qcの像qa'〜qc'が、CCDカメラ16の
撮像面上で観察されることになる。但し、隣接する3つ
のレンズ面5a、5bに光が照明されるように、照明光
学系の開口(図示せず)が決めてある。
As a result, the three adjacent lens surfaces 5a
5c are reflected, and the images qa 'to qc' of the respective centers of curvature qa to qc are observed on the imaging surface of the CCD camera 16. However, an opening (not shown) of the illumination optical system is determined so that light is illuminated on three adjacent lens surfaces 5a and 5b.

【0074】図7に、CCDカメラ16の撮像面上で得
られる曲率中心qの反射スポット像をモニターした様子
を示す。
FIG. 7 shows a state in which a reflected spot image at the center of curvature q obtained on the imaging surface of the CCD camera 16 is monitored.

【0075】(a)はステージ21移動前の様子であっ
て、曲率中心qa〜qcの反射スポット像qa'〜qc'
が観察されている。
(A) shows the state before movement of the stage 21, and the reflected spot images qa 'to qc' at the centers of curvature qa to qc.
Have been observed.

【0076】(b)はステージ21移動後の様子であっ
て、反射スポット像qa'はなくなり、レンズ面5bの
反射スポット像qb'と、レンズ面5cの反射スポット
像qc'と、レンズ面5cと隣接するレンズ面5dの曲
率中心qdの反射スポット像qd'とが観察されてい
る。
(B) shows the state after the movement of the stage 21. The reflected spot image qa 'disappears, the reflected spot image qb' on the lens surface 5b, the reflected spot image qc 'on the lens surface 5c, and the lens surface 5c. And a reflection spot image qd 'of the center of curvature qd of the adjacent lens surface 5d are observed.

【0077】まず、ステージ21移動前には、それぞれ
の曲率中心qの位置から、任意に設定した基準軸Oに対
するqa'とqb'とを通る直線の傾きθa、及び、基準
軸Oに対するqb'とqc'とを通る直線の傾きθbを計
算しておく。
First, before the stage 21 is moved, the inclination θa of a straight line passing through qa ′ and qb ′ with respect to an arbitrarily set reference axis O and qb ′ with respect to the reference axis O are determined from the position of each curvature center q. And the inclination θb of a straight line passing through qc ′.

【0078】その状態からステージ21を金型1のレン
ズ面5のピッチ分だけ移動させたとき、qb'及びqc'
は、移動前と移動後とで共通して観察されるため、その
位置関係が保たれることになる。
When the stage 21 is moved from that state by the pitch of the lens surface 5 of the mold 1, qb 'and qc'
Is commonly observed before and after the movement, so that the positional relationship is maintained.

【0079】ここで、ステージ21の移動運動誤差に角
度誤差があった場合、本来ならθbとして計算されるべ
きqb'とqc'とを通る直線の基準軸Oに対する傾き
が、θb'として計算されることになる。しかしなが
ら、θbの値は既知であるため、θbとθb'との差を
求めることにより、ステージ21の移動運動誤差に含ま
れた角度誤差を検知できる。
If there is an angle error in the movement error of the stage 21, the inclination of a straight line passing through qb 'and qc', which should be calculated as θb, with respect to the reference axis O is calculated as θb '. Will be. However, since the value of θb is known, the angle error included in the movement error of the stage 21 can be detected by calculating the difference between θb and θb ′.

【0080】したがって、検知したステージ21の移動
運動誤差を考慮して曲率中心qの位置を修正することに
より、ステージ21の移動運動誤差の偏心測定への影響
を除去できる。
Therefore, by correcting the position of the center of curvature q in consideration of the detected movement error of the stage 21, the influence of the movement error of the stage 21 on the eccentricity measurement can be eliminated.

【0081】このように、金型1の隣接する3つ以上の
レンズ面5の曲率中心qの位置を同時に検知し、ステー
ジ21の移動前と後で2つ以上の共通した曲率中心qの
位置を観察することで、ステージ21の移動運動誤差に
含まれる角度誤差を検知し、角度誤差の偏心測定への影
響を除去できる。
As described above, the positions of the centers of curvature q of three or more lens surfaces 5 adjacent to the mold 1 are simultaneously detected, and the positions of two or more common centers of curvature q before and after the movement of the stage 21 are detected. By observing, the angle error included in the movement error of the stage 21 can be detected, and the influence of the angle error on the eccentricity measurement can be removed.

【0082】なお、基準軸Oの設定方法には、例えば、
第一の実施の形態で説明した方法がある。
Incidentally, the setting method of the reference axis O includes, for example,
There is the method described in the first embodiment.

【0083】また、本実施の形態では、真直度誤差、移
動方向に対する位置決め誤差の影響がないものとして説
明したが、それらがあったとしても、第一の実施の形態
で説明した方法にて検知でき、角度誤差の影響、真直度
誤差の影響、移動方向に対する位置決め誤差の影響を同
時に除去できる。
In this embodiment, the straightness error and the positioning error with respect to the moving direction have been described as having no influence. However, even if they are detected, detection is performed by the method described in the first embodiment. Thus, the influence of the angle error, the influence of the straightness error, and the influence of the positioning error on the moving direction can be eliminated at the same time.

【0084】次に、本発明の第三の実施の形態につい
て、図8を用いて説明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0085】第二の実施の形態では、金型1のレンズ面
5に光を照明し、その反射光を結像させて受光素子にて
その反射像の位置を検知する場合、光学系ユニット11
の特性に対して、隣接するレンズ面の間隔が十分狭けれ
ば、複数のレンズ面5からの反射像を単一の受光素子で
受光できる。しかし、光学系ユニット11の特性に対し
て、隣接するレンズ面5の間隔が広過ぎると、反射像の
間隔が大きくなり過ぎて、単一の受光素子では複数のレ
ンズ面5からの反射像を受光できなくなる。
In the second embodiment, when the lens surface 5 of the mold 1 is illuminated with light to form an image of the reflected light and the position of the reflected image is detected by the light receiving element, the optical system unit 11 is used.
With respect to the above characteristic, if the distance between adjacent lens surfaces is sufficiently small, reflected images from a plurality of lens surfaces 5 can be received by a single light receiving element. However, if the distance between the adjacent lens surfaces 5 is too large with respect to the characteristics of the optical system unit 11, the distance between the reflected images becomes too large, and a single light receiving element cannot reflect the reflected images from the plurality of lens surfaces 5. Light cannot be received.

【0086】また、レンズ面5の間隔が狭くても、光学
系の結像倍率が大きくなると、複数のレンズ面5からの
反射像を単一の受光素子上で結像させることが困難にな
る。
Even if the distance between the lens surfaces 5 is small, it becomes difficult to form reflected images from a plurality of lens surfaces 5 on a single light receiving element if the imaging magnification of the optical system is increased. .

【0087】このような不都合は、受光素子を複数個設
ければ対応できるが、その分コスト高となってしまう。
Although such inconvenience can be dealt with by providing a plurality of light receiving elements, the cost is increased accordingly.

【0088】さらに、反射像の間隔が、単一の受光素子
にて受光するには広すぎるが、複数の受光素子を並べて
受光しようとするには狭すぎて配設すると受光素子同士
がぶつかってしまうという場合も考えられる。
Furthermore, if the interval between the reflected images is too wide to receive light with a single light receiving element, but too narrow to arrange and receive light from a plurality of light receiving elements, the light receiving elements may collide with each other. It is possible that it will.

【0089】本実施の形態は、そのような不都合を解決
しようとしている。図8に示した光学系ユニット31
は、図2,図4,図6で示した光学系ユニット11に、
導光手段としてのミラー32,33を追加した構成とな
っている。ミラー32,33は、CCDカメラ16の撮
像面の両脇で、光軸Aに対して線対称に対向するように
配設されている。より詳細には、ミラー32,33は、
レンズ面5c及び5aからの反射光を反射して、CCD
カメラ16の撮像面上で、各反射光が結像するように、
それらの位置、角度が調整されている。
The present embodiment aims to solve such a problem. Optical system unit 31 shown in FIG.
Corresponds to the optical system unit 11 shown in FIGS.
The configuration is such that mirrors 32 and 33 as light guide means are added. The mirrors 32 and 33 are disposed on both sides of the imaging surface of the CCD camera 16 so as to be line-symmetrically opposed to the optical axis A. More specifically, mirrors 32 and 33
The light reflected from the lens surfaces 5c and 5a is reflected to form a CCD.
On the imaging surface of the camera 16 so that each reflected light forms an image,
Their position and angle have been adjusted.

【0090】同時に観察するべき複数の像の位置関係に
ついての基準は、ミラー32,33の調整により任意に
調整できるが、例えば、偏心測定の要求精度より十分小
さく加工した基準原器を用いてミラー32,33の位
置、角度の調整を行ってもよい。
The reference for the positional relationship of a plurality of images to be observed simultaneously can be arbitrarily adjusted by adjusting the mirrors 32 and 33. For example, the mirror can be adjusted by using a reference prototype processed sufficiently smaller than the required accuracy of the eccentricity measurement. The positions and angles of 32 and 33 may be adjusted.

【0091】また、通常、レンズ面5の偏心で問題とな
るのは金型枠2に対する金駒4の整列具合で、隣接する
金駒4に形成された隣接するレンズ面5間で偏心が起こ
り易いのであって、同一の金駒4上にあるレンズ面5同
士については、金駒4の加工精度が一般には偏心の要求
精度より十分小さいことから、金駒4のつなぎめでない
部分を基準原器として扱い用いて、ミラー32,33の
位置、角度を調整してもよい。
Usually, a problem with the eccentricity of the lens surface 5 is the alignment of the metal pieces 4 with respect to the mold frame 2, and eccentricity occurs between the adjacent lens surfaces 5 formed on the adjacent metal pieces 4. For the lens surfaces 5 on the same gold piece 4, the processing accuracy of the gold piece 4 is generally sufficiently smaller than the required accuracy of eccentricity. The position and the angle of the mirrors 32 and 33 may be adjusted by using it as a container.

【0092】さらに、ミラー32,33に、これらのミ
ラー32,33の位置決め調整を行う手段や角度調整を
行う手段を付加して、調整や偏心基準の校正作業におけ
る操作性の向上を図ってもよい。
Further, means for adjusting the positioning of these mirrors 32 and 33 and means for adjusting the angles may be added to the mirrors 32 and 33 to improve the operability in the adjustment and the eccentricity reference calibration work. Good.

【0093】[0093]

【発明の効果】請求項1及び2記載の発明によれば、測
定位置での各レンズ面がとる位置の誤差によるレンズ面
の偏心測定への影響を除去できるので、高精度な偏心測
定を実現することができる。
According to the first and second aspects of the present invention, it is possible to eliminate the influence on the eccentricity measurement of the lens surface due to the error of the position taken by each lens surface at the measurement position, thereby realizing a highly accurate eccentricity measurement. can do.

【0094】請求項3記載の発明によれば、移動手段の
運動誤差によるレンズ面の偏心測定への影響を除去でき
るので、高精度な偏心測定を実現することができる。
According to the third aspect of the present invention, it is possible to eliminate the influence of the movement error of the moving means on the eccentricity measurement of the lens surface, so that highly accurate eccentricity measurement can be realized.

【0095】請求項4記載の発明によれば、請求項3記
載の構成を実現できる。
According to the invention described in claim 4, the configuration described in claim 3 can be realized.

【0096】請求項5記載の発明によれば、請求項4記
載の発明において、隣接するレンズ面の間隔が不適当で
も、反射光を所定位置に結像させることができるので、
レンズ面の間隔が異なる各種のレンズアレイ成形用金型
の偏心測定を可能にすることができる。
According to the fifth aspect of the invention, in the fourth aspect of the invention, even if the distance between adjacent lens surfaces is inappropriate, reflected light can be imaged at a predetermined position.
The eccentricity of various lens array molding dies having different lens surface intervals can be measured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)はレンズアレイを成形するためのレンズ
アレイ成形用金型の構造を示す平面図であり、(b)は
その右側面図である。
FIG. 1A is a plan view showing a structure of a lens array molding die for molding a lens array, and FIG. 1B is a right side view thereof.

【図2】本発明の第一の実施の形態におけるレンズアレ
イ金型偏心測定装置の概略的構成を示す正面図である。
FIG. 2 is a front view showing a schematic configuration of a lens array mold eccentricity measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図3】一番右方のレンズ面からの反射スポット像を基
準とした場合の測定結果の概念図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram of a measurement result based on a reflection spot image from a rightmost lens surface.

【図4】光学系ユニットと光路とを示す正面図である。FIG. 4 is a front view showing an optical system unit and an optical path.

【図5】受光素子の撮像面上で得られる曲率中心の反射
スポット像をモニターした様子を示す説明図であって、
(a)は移動前の様子を、(b)は移動後の様子を示
す。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which a reflection spot image at the center of curvature obtained on the imaging surface of the light receiving element is monitored;
(A) shows the state before the movement, and (b) shows the state after the movement.

【図6】本発明の第二の実施の形態における光学系ユニ
ットと光路とを示す正面図である。
FIG. 6 is a front view showing an optical system unit and an optical path according to a second embodiment of the present invention.

【図7】受光素子の撮像面上で得られる曲率中心の反射
スポット像をモニターした様子を示す説明図であって、
(a)は移動前の様子を、(b)は移動後の様子を示
す。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state in which a reflected spot image at the center of curvature obtained on the imaging surface of the light receiving element is monitored;
(A) shows the state before the movement, and (b) shows the state after the movement.

【図8】本発明の第三の実施の形態における光学系ユニ
ットと光路とを示す正面図である。
FIG. 8 is a front view showing an optical system unit and an optical path according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レンズアレイ成形用金型 5 レンズ面 10 レンズアレイ金型偏心測定装置 11 光学系ユニット 12 光源 14,15 光学系 20 移動手段 REFERENCE SIGNS LIST 1 lens array molding die 5 lens surface 10 lens array die eccentricity measuring device 11 optical system unit 12 light source 14, 15 optical system 20

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のレンズが一直線状に連なったレン
ズアレイを成形するためのレンズアレイ成形用金型が備
える前記レンズに転写されるレンズ面の各々について、
このレンズ面が球面であればその曲率中心を検出し、前
記レンズ面が非球面であればその近軸曲率中心を検出し
て、その検出結果から、隣接する前記レンズ面の曲率中
心又は近軸曲率中心間の相対位置ずれを検出することに
より前記レンズアレイ成形用金型の偏心を測定するレン
ズアレイ金型偏心測定方法において、 前記レンズ面の配列方向に沿って前記レンズアレイ成形
用金型を移動させて測定対象とする前記レンズ面を隣接
する前記レンズ面へと順次移行するようにし、 前記レンズアレイ成形用金型の各測定位置ごとに、隣接
する二つ以上の前記レンズ面の曲率中心又は近軸曲率中
心をひと組として同時に検知し、 連続する前記組で、一つ以上の共通する前記レンズ面の
曲率中心又は近軸曲率中心を存在させ、 連続する前記組で共通である前記レンズ面の各前記組に
おける検出結果を比較することにより、全ての前記レン
ズ面の曲率中心又は近軸曲率中心の位置を関連付けて、
測定対象の前記レンズ面の位置のばらつきに起因する測
定誤差の偏心測定への影響を除去することを特徴とする
レンズアレイ金型偏心測定方法。
1. A lens array forming die for forming a lens array in which a plurality of lenses are arranged in a straight line, wherein each lens surface transferred to the lens is provided.
If the lens surface is spherical, the center of curvature is detected.If the lens surface is aspheric, the paraxial center of curvature is detected.From the detection result, the center of curvature or paraxial of the adjacent lens surface is detected. In a lens array mold eccentricity measuring method for measuring the eccentricity of the lens array molding die by detecting a relative positional deviation between the centers of curvature, the lens array molding die is arranged along the arrangement direction of the lens surfaces. The lens surface to be measured is moved so as to sequentially transition to the adjacent lens surface, and for each measurement position of the lens array molding die, the curvature centers of two or more adjacent lens surfaces are measured. Alternatively, the paraxial center of curvature is simultaneously detected as one set, and in the successive sets, the center of curvature or the paraxial center of curvature of one or more common lens surfaces exists, and the common By comparing the detection results of each set of the lens surfaces, the positions of the centers of curvature or paraxial curvature centers of all the lens surfaces are associated with each other,
A lens array mold eccentricity measuring method, wherein an influence of a measurement error due to a variation in the position of the lens surface to be measured on the eccentricity measurement is removed.
【請求項2】 複数のレンズが一直線状に連なったレン
ズアレイを成形するためのレンズアレイ成形用金型が備
える前記レンズに転写されるレンズ面の各々について、
このレンズ面が球面であればその曲率中心を検出し、前
記レンズ面が非球面であればその近軸曲率中心を検出し
て、その検出結果から、所定位置に対する個々の前記レ
ンズ面の曲率中心又は近軸曲率中心の絶対位置ずれを検
出することにより前記レンズアレイ成形用金型の偏心を
測定するレンズアレイ金型偏心測定方法において、 前記レンズ面の配列方向に沿って前記レンズアレイ成形
用金型を移動させて測定対象とする前記レンズ面を隣接
する前記レンズ面へと順次移行するようにし、前記レン
ズアレイ成形用金型の各測定位置ごとに、隣接する二つ
以上の前記レンズ面の曲率中心又は近軸曲率中心をひと
組として同時に検知し、 連続する前記組で、一つ以上の共通する前記レンズ面の
曲率中心又は近軸曲率中心を存在させ、 連続する前記組で共通である前記レンズ面の各前記組に
おける検出結果を比較することにより、全ての前記レン
ズ面の曲率中心又は近軸曲率中心の位置を関連付けて、
測定対象の前記レンズ面の位置のばらつきに起因する測
定誤差の偏心測定への影響を除去することを特徴とする
レンズアレイ金型偏心測定方法。
2. A lens array forming die for forming a lens array in which a plurality of lenses are arranged in a straight line, wherein each lens surface transferred to said lens is provided.
If the lens surface is spherical, the center of curvature is detected. If the lens surface is aspherical, the paraxial center of curvature is detected. From the detection result, the center of curvature of each lens surface with respect to a predetermined position is determined. Alternatively, in a lens array mold eccentricity measuring method for measuring the eccentricity of the lens array molding die by detecting an absolute displacement of a paraxial curvature center, the lens array molding metal may be arranged along an array direction of the lens surface. The lens surface to be measured is moved sequentially by moving the mold to the adjacent lens surface, and for each measurement position of the lens array molding die, two or more adjacent lens surfaces are measured. The center of curvature or the center of paraxial curvature is simultaneously detected as one set, and the center of curvature or the center of paraxial curvature of one or more common lens surfaces is present in the continuous set, and before the continuation. By comparing the detection result of each said set of said lens surfaces is common in pairs, in association with the position of the center of curvature or paraxial curvature center of all of the lens surfaces,
A lens array mold eccentricity measuring method, wherein an influence of a measurement error due to a variation in the position of the lens surface to be measured on the eccentricity measurement is removed.
【請求項3】 複数のレンズが一直線状に連なったレン
ズアレイを成形するためのレンズアレイ成形用金型をこ
のレンズアレイ成形用金型が備える前記レンズに転写さ
れるレンズ面の配列方向に沿って移動自在に支持する移
動手段と、 前記レンズアレイ成形用金型の前記レンズ面の配列方向
の位置を検出する位置検出手段と、 前記レンズ面の各々について、球面である前記レンズ面
の曲率中心又は非球面である前記レンズ面の近軸曲率中
心を検出する光学系ユニットと、 前記レンズアレイ成形用金型の各測定位置ごとに、隣接
する二つ以上の前記レンズ面の曲率中心又は近軸曲率中
心をひと組として同時に検出する同時検出手段と、 前記同時検出手段により検出される連続する前記組で、
一つ以上の共通する前記レンズ面の曲率中心又は近軸曲
率中心が存在するように前記移動手段を制御する重複測
定手段と、 連続する前記組で共通である前記レンズ面の各前記組に
おける検出結果を比較することにより、全ての前記レン
ズ面の曲率中心又は近軸曲率中心の位置を関連付けて、
測定対象の前記レンズ面の位置のばらつきに起因する測
定誤差の偏心測定への影響を除去する誤差修正手段と、
を備えるレンズアレイ金型偏心測定装置。
3. A lens array molding die for molding a lens array in which a plurality of lenses are arranged in a straight line, along a direction in which lens surfaces are transferred to the lenses provided in the lens array molding die. Moving means for movably supporting the lens array; position detecting means for detecting a position of the lens array molding die in the arrangement direction of the lens surfaces; and for each of the lens surfaces, a center of curvature of the spherical lens surface. Or an optical system unit that detects a paraxial center of curvature of the lens surface that is an aspheric surface, and for each measurement position of the lens array molding die, a curvature center or paraxial of two or more adjacent lens surfaces. Simultaneous detection means for simultaneously detecting the center of curvature as a set, and a continuous set detected by the simultaneous detection means,
Overlapping measuring means for controlling the moving means such that there is one or more common centers of curvature or paraxial centers of curvature of the lens surfaces; and detection in each set of the lens surfaces common to successive sets. By comparing the results, the positions of the centers of curvature or paraxial centers of curvature of all the lens surfaces are associated with each other,
Error correction means for removing the influence on the eccentricity measurement of the measurement error due to the variation of the position of the lens surface of the measurement object,
A lens array mold eccentricity measuring device comprising:
【請求項4】 前記光学系ユニットは、前記レンズ面に
光を照射する光源と、前記レンズ面からの反射光を所定
位置に結像させる光学系と、前記所定位置に結像した前
記反射光を受光する受光素子とを備える請求項3記載の
レンズアレイ金型偏心測定装置。
4. An optical system unit comprising: a light source for irradiating the lens surface with light; an optical system for imaging reflected light from the lens surface at a predetermined position; and the reflected light imaged at the predetermined position. The lens array eccentricity measuring apparatus according to claim 3, further comprising: a light receiving element that receives light.
【請求項5】 前記レンズ面からの反射光が所定位置に
結像するように前記反射光の光路を変化させる導光手段
を備える請求項4記載のレンズアレイ金型偏心測定装
置。
5. The lens array eccentricity measuring apparatus according to claim 4, further comprising light guiding means for changing an optical path of the reflected light so that the reflected light from the lens surface forms an image at a predetermined position.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102012215A (en) * 2010-11-05 2011-04-13 东南大学 Digital image-based noncontact optical strain measurement method and strain gauge

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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