JP2004045393A - 光学レンズの偏心測定装置及び測定方法 - Google Patents

光学レンズの偏心測定装置及び測定方法 Download PDF

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伊藤 孝之
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Abstract

【目的】光学レンズのディセンター量、曲率中心振れ量、面振れ量を従来より正確に測定するための測定装置と測定方法を提供する。
【構成】二面の光学面からなる光学レンズの片面を吸着した状態で所定の軸回りに回転させる吸着回転手段と、該吸着回転手段によって吸着された光学面の中央部近傍に対する曲率中心が上記吸着回転手段の回転軸上に位置しているか否かを判別する内側曲率中心位置判別手段と、該吸着回転手段によって吸着された光学面の周辺部に対する曲率中心が上記吸着回転手段の回転軸上に位置しているか否かを判別する外側曲率中心位置判別手段と、上記光学レンズの外周面に当接して、該外周面の該吸着回転手段の回転軸に対する振れ量を検出するディセンター量検出手段と、を備えることを特徴とする光学レンズの偏心測定装置。
【選択図】図1

Description

【0001】
【技術分野】
本発明は、光学レンズ、特に設計上非球面を少なくとも1面に含むレンズの非球面のディセンター量、及び非球面とは反対面の曲率中心振れ量と面振れ量を測定するための測定装置および測定方法に関する。
【0002】
【従来技術およびその問題点】
少なくとも片面が非球面をなす非球面レンズでは、非球面の頂点(非球面の各位置の曲率中心を結んだ直線である非球面軸と非球面との交点)と外径中心との間のディセンター量(径方向の距離)を測定できれば、複数の非球面レンズのディセンター量を測定し、これらの非球面レンズのディセンター量とレンズ性能の相関関係を調べることにより、ディセンター量がレンズ性能にどのような影響を与えるかを知ることができる。
しかし、従来は非球面のある一部分に対する曲率中心位置から非球面軸を仮定していたので、測定基準に不確定な部分が残っており、例えば非球面の内側と外側とで曲率中心位置が大きく変わるような非球面レンズのディセンター量を正確に測定する装置および方法がなかった。
【0003】
【発明の目的】
本発明は、光学レンズのディセンター量、曲率中心振れ量、面振れ量を従来より正確に測定するための測定装置と測定方法を提供することを目的とする。
【0004】
【発明の概要】
本発明の光学レンズの測定装置は、二面の光学面からなる光学レンズの片面を吸着した状態で所定の軸回りに回転させる吸着回転手段と、該吸着回転手段によって吸着された光学面の中央部近傍に対する曲率中心が上記吸着回転手段の回転軸上に位置しているか否かを判別する内側曲率中心位置判別手段と、該吸着回転手段によって吸着された光学面の周辺部に対する曲率中心が上記吸着回転手段の回転軸上に位置しているか否かを判別する外側曲率中心位置判別手段と、上記光学レンズの外周面に当接して、該外周面の該吸着回転手段の回転軸に対する振れ量を検出するディセンター量検出手段と、を備えることを特徴としている。
【0005】
上記ディセンター量検出手段は、上記内側曲率中心位置判別手段及び上記外側曲率中心位置判別手段が、上記光学面の中央部近傍及び周辺部に対する曲率中心が、上記回転軸上に位置していると判別した状態で、上記光学レンズの外周面に当接するものであるのが実際的である。
【0006】
また、外側曲率中心位置判別手段を、上記吸着回転手段によって吸着された光学面の周辺部に接触することにより、吸着回転手段の回転軸に対する該光学面の周辺部の面振れ量を検出する第1の面振れ検出手段とすることができる。
【0007】
さらに、内側曲率中心位置判別手段は、上記吸着回転手段によって吸着された光学面の中央部近傍に向けて光を照射する調整用送光手段と、該調整用送光手段から発せられ上記光学面に略垂直に入射し、反射された光を受光し、その受光位置から上記中央部近傍の曲率中心が上記回転軸上に位置しているか否かを判別する調整用判別手段とを備えるのが好ましい。なお、光学面に略垂直に入射し、反射するという状態は、その光学面の曲率中心位置と、入射させる光束の集光点位置とがほぼ一致するようにセッティングすることにより構成可能で、このようにすると、光学面からの反射光に、入射光と同一の光路を通過させることができる。これは、オートコリメーション状態と呼ばれることもある。
【0008】
また、上記内側曲率中心位置判別手段として、上記吸着回転手段によって吸着された光学面の中央部近傍に接触することにより、上記吸着回転手段の回転軸に対する該光学面の中央部近傍の面振れ量を検出する第2の面振れ検出手段を備え、さらに、上記吸着回転手段によって吸着された光学面の中央部近傍に向けて光を照射する確認用送光手段と、該確認用送光手段から発せられ上記光学面の中央部近傍に略垂直に入射し、反射された光を受光し、その受光位置から、上記光学面の中央部近傍の曲率中心が上記回転軸上に位置しているか否かを判別する確認用判別手段と、を備えるのが好ましい。
【0009】
さらに、上記吸着された光学面とは反対側の光学面に向けて光を照射する曲率中心振れ量測定用送光手段と、該曲率中心振れ量測定用送光手段から発せられ上記反対側の光学面に略垂直に入射し、反射された光を受光する、受光位置を認識可能な曲率中心振れ量測定用受光手段と、該曲率中心振れ量測定用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記回転軸に対する上記反対側の光学面の曲率中心振れ量を演算する曲率中心振れ量演算手段と、を備えるのが好ましい。
【0010】
さらに、上記吸着された光学面とは反対側の光学面の中央部近傍に向けて光を照射する曲率中心振れ量測定用送光手段と、該曲率中心振れ量測定用送光手段から発せられ上記反対側の光学面の中央部近傍に略垂直に入射し、反射された光を受光する、受光位置を認識可能な曲率中心振れ量測定用受光手段と、該曲率中心振れ量測定用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記回転軸に対する上記反対側の光学面の中央部近傍の曲率中心振れ量を演算する曲率中心振れ量演算手段と、上記反対側の光学面の周辺部に接触して、上記回転軸に対する該周辺部の面振れ量を検出する第3の面振れ検出手段と、を備えるのが好ましい。
【0011】
本発明の光学レンズの測定方法は、二面の光学面からなる光学レンズの片面を吸着した状態で所定の軸回りに回転させる回転ステップ、該吸着された光学面の中央部近傍に対する曲率中心が、上記回転軸上に位置しているか否かを判別する内側曲率中心位置判別ステップ、該吸着された光学面の周辺部に対する曲率中心が、上記回転軸上に位置しているか否かを判別する外側曲率中心位置判別ステップ、上記光学面の中央部近傍及び周辺部に対する曲率中心が、上記回転軸上に位置するように、上記光学レンズの上記回転軸に対する位置と向きを調整する位置調整ステップ、及び上記光学面の中央部近傍及び周辺部に対する曲率中心が、上記回転軸上に位置していると判別された状態で、上記光学レンズの外周面の振れ量を検出することにより、上記光学レンズに生じているディセンター量を検出するディセンター量検出ステップ、を有することを特徴としている。
【0012】
外側曲率中心位置判別ステップを、第1の面振れ検出手段を、上記吸着された光学面の周辺部に接触させることにより、該光学面の周辺部の上記回転軸に対する面振れ量を検出するステップとすることが可能である。
【0013】
また、内側曲率中心位置判別ステップを、第2の面振れ検出手段を、上記吸着された光学面の中央部近傍に接触させることにより、該光学面の中央部近傍の上記回転軸に対する面振れ量を検出するステップとすることが可能である。
【0014】
さらに、内側曲率中心位置判別ステップが、上記吸着された光学面の中央部近傍に向けて光を照射するステップ、及び該光学面の中央部近傍に略垂直に入射し、反射された光を、受光位置に基づいて上記光学面の中央部近傍の曲率中心が上記回転軸上に位置しているか否かを判別する調整用判別手段に受光させるステップ、を有するのが好ましい。
【0015】
また、上記内側曲率中心位置判別ステップを、第2の面振れ検出手段を、上記吸着された光学面の中央部近傍に接触させることにより、該光学面の中央部近傍の上記回転軸に対する面振れ量を検出するステップとし、さらに、上記位置調整ステップの後に、上記吸着された光学面の中央部近傍に向けて光を照射し、該光学面の中央部近傍に略垂直に入射し、反射された光を、受光位置に基づいて上記光学面の中央部の曲率中心が上記回転軸上に位置しているか否かを判別する確認用判別手段に受光させる確認ステップ、を有するのが好ましい。
【0016】
さらに、上記位置調整ステップの後に、上記吸着された光学面とは反対側の光学面に向けて光を照射するステップ、該反対側の光学面に略垂直に入射し、反射された光を受光するステップ、及び上記反射光の受光位置に基づいて、上記回転軸に対する上記反対側の光学面の曲率中心振れ量を演算するステップ、を有するのが好ましい。
【0017】
さらに、上記位置調整ステップの後に、上記吸着された光学面とは反対側の光学面の中央部近傍に向けて光を照射するステップ、該反対側の光学面の中央部近傍に略垂直に入射し、反射された光を受光するステップ、及び上記反射光の受光位置に基づいて、上記回転軸に対する上記反対側の光学面の中央部近傍の曲率中心振れ量を演算するステップ、を有するのが好ましい。
【0018】
被検光学レンズは少なくとも片面が非球面であり、上記回転ステップを、該非球面を吸着するステップとするのが実際的である。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施形態について図1を参照しながら説明する。
この実施形態は、一方の面が非球面r1をなし、他方の面が球面r2をなす非球面レンズ(光学レンズ)L1の非球面r1のディセンター量を測定するものである。
ここで、非球面r1のディセンター量を、非球面r1の非球面軸(非球面r1の中央部近傍と周辺部の各位置の曲率中心Oo、Ozを結んだ直線、図1参照)A1と非球面r1の交点である非球面r1の頂点r1aと、非球面レンズL1の外径中心(図示略)との間の径方向の距離と定義する。
【0020】
まず、本実施形態の非球面レンズL1の測定装置の構成について説明する。
中空箱状の基台1Aの上面には、取付孔1aが穿設されている。基台1Aの内部には、底部が閉塞するとともに上下方向を向く中心孔3aが形成された固定部材3Aが配設されている。固定部材3Aの上部には、モータ(図示略)に連係された略円筒状の第1回転部材5が、軸受6を介して上下方向の軸回りに回転自在に嵌合している。第1回転部材5の上部は取付孔1aから基台1Aの上方に突出しており、第1回転部材5には中心孔3aと同心をなすとともに連通する中心孔5aが設けられている。第1回転部材5の上面には環状をなす第2回転部材7が固着されており、第2回転部材7には中心孔5aと同心をなすとともに連通する中心孔7aが穿設されている。第2回転部材7の底面は、基台1Aの上面に固定された環状の固定部材9の上面に回転自在に支持されている。
第2回転部材7の上面には、非球面レンズL1の非球面r1の中央部近傍を支持するとともに、上面が開口する略円筒状のレンズホルダ(吸着回転手段)11Aが固着されており、レンズホルダ11Aの内部には、中心孔7aと同心をなすとともに連通する中心孔11aが穿設されている。
【0021】
基台1Aの内部の底面には、吸引パイプ17を介して固定部材3Aの中心孔3aと連通する真空装置19が設置されている。この真空装置19は、各中心孔3a、5a、7a、11a内を真空にすることにより、レンズホルダ11Aの上面に載置された被検レンズである非球面レンズL1を、レンズホルダ11Aに吸着するものである。
レンズホルダ11Aの上方には、レンズホルダ11Aの上面に吸着される非球面レンズL1の非球面r1の周辺部と中央部近傍と外周面L1aとにそれぞれ接触する、揺動式の第1の接触式センサ(外側曲率中心位置判別手段)(第1の面振れ検出手段)S1及び第2接触式センサ(内側曲率中心位置判別手段)(第2の面振れ検出手段)S2と第3接触式センサ(ディセンター量検出手段)S3が配設されている。こららの接触式センサS1、S2、S3は図示を省略したプロセッサー(各曲率中心位置判別手段)、(ディセンター量検出手段)に接続されており、このプロセッサーはテレビモニタ(図示略)に接続されている。
【0022】
次に、このような測定装置を用いた非球面レンズL1の非球面r1のディセンター量の測定方法について説明する。
【0023】
レンズホルダ11Aの上面に、非球面r1が正確な非球面形状をなすように加工された非球面レンズL1を載せた後、真空装置19を作動させて各中心孔3a、5a、7a、11a内を真空状態にして、非球面レンズL1の非球面r1をレンズホルダ11Aに吸着させる。
この状態でモータを作動させて、第1回転部材5、第2回転部材7、レンズホルダ11A、非球面レンズL1を、各中心孔3a、5a、7a、11aの中心軸(回転軸)A2回りに回転させる。
【0024】
このとき、非球面r1の中央部近傍と周辺部の曲率中心Oo、Ozがそれぞれ中心軸A2上に位置していないと、第1および第2接触式センサS1、S2の接触子S1a、S2aが上下に揺れて、プロセッサーがこの揺動量(面振れ量)を演算し、演算した揺動量がテレビモニタに表示される。
第1および第2接触式センサS1、S2の接触子S1a、S2aの揺動量がゼロになるように、レンズホルダ11Aに対する非球面レンズL1の位置と向きを変えて、揺動量がゼロになったら、非球面レンズL1をその状態に保持する。このように非球面レンズL1の位置と向きを調整することにより、曲率中心Oo、Ozが中心軸A2上に位置し、非球面軸A1と中心軸A2が一致する。
なお、ここで接触子S1a、S2aの揺動量がゼロとは、接触子S1a、S2aが完全に静止している状態の他、接触子S1aが予め定めた許容範囲内で僅かに揺動している状態も含む意味である(第2乃至第6の実施形態でも同様である)。
【0025】
このようにして非球面軸A1と中心軸A2が一致したら、第3接触式センサS3の接触子S3aの揺動量(振れ量)を基にプロセッサーが演算した非球面レンズL1のディセンター量をテレビモニタで確認する。
このようにして多数の非球面レンズのディセンター量を測定し、これらの非球面レンズのレンズ性能を図示を省略したマスターレンズを用いて調べる。そして、ディセンター量とレンズ性能との相関関係を調べることにより、ディセンター量がレンズ性能にどのような影響を与えているかを知ることができる。
【0026】
次に、本発明の第2の実施形態について図2を参照しながら説明する。
なお、第1の実施形態と同じ部材には同じ符号を付すに止めて、その詳細な説明は省略する。
この実施形態も、一方の面が非球面r1をなし、他方の面が球面r2をなす非球面レンズL1の非球面r1のディセンター量を測定するものである。
【0027】
まず、本実施形態の非球面レンズL1の測定装置の、第1の実施形態にはない構成要素について説明する。
基台1Bは第1の実施形態のものに比べて横幅が広く、その上面には、取付孔1aの他に採光孔1bが穿設されている。基台1Bの内部の底面には、取付孔1aと採光孔1bの直下にそれぞれ位置する左右一対の全反射プリズム13、15が設置されている。
【0028】
採光孔1bの上方には確認用送光装置(確認用送光手段)21が配設されている。この確認用送光装置21は、下面に孔23aが穿設されたケース23と、ケース23の内部に配設された光源25と、ミラーM1とプリズムP1と、3枚のレンズL2、L3、L4と、確認用センサ(確認用判別手段)27とからなるものである。
確認用センサ27は上記プロセッサー(確認用判別手段)に接続されている。
【0029】
次に、このような測定装置を用いた非球面レンズL1の非球面r1のディセンター量の測定方法について説明する。
【0030】
レンズホルダ11Aの上面に非球面レンズL1を載せて吸着させた後、モータを作動させて、第1回転部材5、第2回転部材7、レンズホルダ11A、非球面レンズL1を中心軸A2回りに回転させて、第1および第2接触式センサS1、S2の接触子S1a、S2aの揺動量がゼロになったら、非球面レンズL1をその状態に保持して、非球面軸A1と中心軸A2を一致させるまでの要領は第1の実施形態と同じである。
【0031】
接触子S1a、S2aの揺動量がゼロになったら、非球面r1の中央部近傍の曲率中心Ooが中心軸A2上に位置しているか否かを、次の要領で確認する。
光源25から光を発射すると、光が、確認用送光装置21のミラーM1によって反射され、レンズL2、プリズムP1、レンズL3、レンズL4を透過して、全反射プリズム15、13で反射され、非球面r1の中央部近傍に照射される。すると、非球面r1の中央部近傍に略垂直に入射し、反射された光が、全反射プリズム13、15によって確認用送光装置21の内部に入り、レンズL4、L3を透過し、プリズムP1によって方向を変えられ確認用センサ27に導かれる。光が確認用センサ27の基準位置で受光されたか否かをプロセッサーが判断する。なお、このように「光が非球面r1の中央部近傍に略垂直に入射し、反射される」状態は、光源25から発せられた光束の集光点が、非球面r1の中央部近傍の曲率中心(Oo)の位置と一致するように、測定装置をセッティングすることで構築することができる。
光が基準位置で受光されていれば、曲率中心Ooが中心軸A2上に位置している旨がテレビモニタに表示され、光が基準位置以外の箇所で受光されていれば、曲率中心Ooが中心軸A2上に位置していない旨が表示される。
【0032】
このようにして曲率中心Ooが中心軸A2上に位置していることが確認できたら、第3接触式センサS3の接触子S3aの揺動量(振れ量)を基にプロセッサーが演算した非球面レンズL1の非球面r1のディセンター量をテレビモニタで確認する。
【0033】
このような本実施形態によれば、片面非球面の非球面レンズL1の非球面r1のディセンター量を測定する際に、曲率中心Ooが中心軸A2上に位置していることを視覚的に簡単に確認できるので、非球面r1のディセンター量をより正確に測定することができる。
【0034】
次に、本発明の第3の実施形態について図3を参照しながら説明する。
なお、第2の実施形態と同じ部材には同じ符号を付すに止めて、その詳細な説明は省略する。
この実施形態は、一方の面が非球面r1をなし、他方の面が球面r2をなす非球面レンズL1の非球面r1のディセンター量と、球面r2の曲率中心振れ量を測定するものである。
ここで、球面r2の曲率中心振れ量を、非球面軸A1と球面r2の曲率中心Osとの非球面レンズL1の径方向の距離と定義する。
【0035】
まず、本実施形態の非球面レンズL1の測定装置の、第2の実施形態にはない構成要素について説明する。
非球面レンズL1の上方には曲率中心振れ量測定用送光装置(曲率中心振れ量測定用送光手段)29が配設されている。
この曲率中心振れ量測定用送光装置29は、下面と側面とに孔31a、31bが穿設されたケース31と、ケース31の内部に配設されたミラーM2と、プリズムP3と、3枚のレンズL5、L6、L7と、曲率中心振れ量測定用センサ(曲率中心振れ量測定用受光手段)33とからなるものである。
曲率中心振れ量測定用センサ33は上記プロセッサー(曲率中心振れ量演算手段)に接続されている。
また、採光孔1bの上方には、確認用送光装置21とほぼ同構成であるが、ミラーM1の代わりにプリズムP2が設けられ、かつ、そのケース23に孔23bが穿設された確認用送光装置21Aが配設されている。
【0036】
この測定装置を用いた、非球面軸A1と回転軸A2を一致させる要領、非球面軸A1と回転軸A2が一致していることを確認する要領、非球面レンズL1の非球面r1のディセンター量を測定する要領は第2の実施形態と同じである(ただし、光源25から発射された光の一部が、プリズムP2によって方向を変えられ、レンズL2、プリズムP1等を透過する点が、第2の実施形態と異なる)。
【0037】
球面r2の曲率中心振れ量は、次の要領によって測定される。
光源(曲率中心振れ量測定用送光手段)25から光を発射すると、光の一部はプリズムP2を透過して、孔23b、孔31bを通ってケース31の内部に導かれ、ミラーM2で反射されて、レンズL5、プリズムP3、レンズL6、レンズL7を透過して球面r2に照射される。球面r2に照射された光は、球面r2に略垂直に入射し、反射され、2枚のレンズL7、L6を透過してプリズムP3により方向を変換され、曲率中心振れ量測定用センサ33に導かれる。
【0038】
光が曲率中心振れ量測定用センサ33の受光面のどの位置で受光されたかに応じて、プロセッサーが球面r2の曲率中心振れ量を演算し、その結果をテレビモニタに表示する。光が受光面の基準位置で受光されていれば、曲率中心振れ量がゼロであることがテレビモニタに表示され、光が基準位置以外で受光されていれば、曲率中心振れ量が数値で表示される。
このようにして多数の非球面レンズのディセンター量と曲率中心振れ量を測定し、これらの非球面レンズのレンズ性能を調べて、ディセンター量および曲率中心振れ量とレンズ性能との相関関係を調べることにより、ディセンター量と曲率中心振れ量がレンズ性能にどのような影響を与えているかを知ることができる。
【0039】
次に、本発明の第4の実施形態について図4を参照しながら説明する。
なお、第3の実施形態と同じ部材には同じ符号を付すに止めて、その詳細な説明は省略する。
本実施形態は、両面非球面の非球面レンズL8の非球面r1のディセンター量および、非球面r3の中央部近傍の曲率中心振れ量と周辺部の面振れ量を測定するものであるが、第1および第2接触式センサS1、S2を用いて非球面r1の非球面軸A1と中心軸A2を一致させる要領、テレビモニタで非球面軸A1と中心軸A2が一致していることを確認する要領、非球面レンズL8の非球面r1のディセンター量を測定する要領については第3の実施形態と同じである。よって、これらの要領と第3の実施形態と同じ部材についての詳しい説明は省略し、第3の実施形態にはない部材と、非球面レンズL8の非球面r3の中央部近傍の曲率中心振れ量と周辺部の面振れ量を測定する要領について詳しく説明する。
なお、図中のOtは、非球面r3の周辺部の曲率中心である。
【0040】
第1接触式センサS1の上方には、表面側の非球面r3の周辺部に接触子S4aが揺動自在に接触する第4接触式センサ(第3の面振れ検出手段)S4が配設されており、この第4接触式センサS4は上記のプロセッサーに接続されている。
【0041】
非球面レンズL8の非球面r3の中央部近傍の曲率中心振れ量を測定するには、まず、光源25から発せられた光を非球面r3の中央部近傍に照射し、非球面r3に略垂直に入射し、反射された光を曲率中心振れ量測定用センサ33に導く。光が曲率中心振れ量測定用センサの基準位置で受光されていれば、テレビモニタに曲率中心振れ量がゼロであることが表示され、光が基準位置以外で受光されていれば、テレビモニタに曲率中心振れ量が数値で表示されるので、これを確認する。
さらに、第4接触式センサS4の接触子S4aの揺動量を基にプロセッサーが演算した、非球面r3の周辺部の面振れ量をテレビモニタで確認する。
【0042】
このようにして多数の非球面レンズのディセンター量、曲率中心振れ量、面振れ量を測定し、これらの非球面レンズのレンズ性能を調べ、ディセンター量、曲率中心振れ量、面振れ量とレンズ性能との相関関係を調べることにより、ディセンター量、曲率中心振れ量、面振れ量のそれぞれがレンズ性能にどのような影響を与えているかを知ることができる。
【0043】
次に、本発明の第5の実施形態について図5を参照しながら説明する。
なお、第3の実施形態と同じ部材には同じ符号を付すに止めて、その詳細な説明は省略する。
この実施形態は、一方の面が非球面r1をなし、他方の面が球面r2をなす非球面レンズL1の非球面r1のディセンター量と、球面r2の曲率中心振れ量を測定するものである。
【0044】
第2回転部材7の上面には、非球面レンズL1の非球面r1の周辺部よりやや内側を支持するとともに、上面が開口する略円筒状のレンズホルダ(吸着回転手段)11Bが固着されており、レンズホルダ11Bの内部には、中心孔7aと同心をなすとともに連通する中心孔11bが穿設されている。
採光孔1bの直上には、確認用送光装置21Aとほぼ同様の構成要素を具備する調整用送光装置35が配設されている。この調整用送光装置35の内部には、確認用センサ27の代わりに調整用センサ37が設けられている。
また、本実施形態の測定装置には、第2接触式センサS2は設けられていない。
【0045】
次に、この測定装置を用いたディセンター量の測定要領について説明する。
レンズホルダ11Bの上面に非球面レンズL1を載せた後、真空装置19を作動させて各中心孔3a、5a、7a、11b内を真空状態にして、非球面レンズL1の非球面r1をレンズホルダ11Bに吸着させる。
この状態でモータを作動させ、第1回転部材5、第2回転部材7、レンズホルダ11B、非球面レンズL1を中心軸A2回りに回転させる。
光源25から光を発射すると、光の一部は、調整用送光装置(調整用送光手段)35のプリズムP2によって反射され、レンズL2、プリズムP1、レンズL3、レンズL4を透過して、全反射プリズム15、13で反射され、非球面r1の中央部近傍に照射される。すると、非球面r1によって反射された光が、全反射プリズム13、15によって調整用送光装置35の内部に導かれ、レンズL4、L3を透過して、プリズムP1によって方向を変えられ調整用センサ(調整用判別手段)、(内側曲率中心位置判別手段)37に導かれる。
【0046】
このとき、非球面r1の中央部近傍の曲率中心Ooが中心軸A2上に位置していないと、光が調整用センサ37の基準位置以外の箇所で受光され、曲率中心Ooが中心軸A2上に位置していれば、光が調整用センサ37の基準位置で受光される。
テレビモニタには、中心軸A2に対する曲率中心Ooの位置が表示されるので、テレビモニタを見ながら非球面レンズL1のレンズホルダ11Bに対する位置と向きを調整する。そして、光が調整用センサ37の基準位置で受光されていることがテレビモニタで確認できたら、非球面レンズL1をその状態に保持する。
このように非球面レンズL1の位置と向きを調整することにより、曲率中心Ooが中心軸A2上に位置する。
さらに、テレビモニタを見ながら非球面レンズL1のレンズホルダ11Bに対する位置と向きを調整して、第1接触式センサS1(外側曲率中心位置判別手段)の接触子S1aの揺動量がゼロになるようにし、曲率中心Ozを中心軸A2上に位置させる。
このように曲率中心Oo、Ozがともに中心軸A2上に位置すると、非球面軸A1が中心軸A2と一致する。
【0047】
このようにして非球面軸A1と中心軸A2が一致したら、第3接触式センサS3の接触子S3aの揺動量(振れ量)を基にプロセッサーが演算した非球面レンズL1のディセンター量をテレビモニタで確認する。
【0048】
曲率中心振れ量測定用送光装置29を用いた球面r2の曲率中心振れ量の測定要領は第3の実施形態と同じである。
【0049】
このような本実施形態によっても、片面非球面の非球面レンズL1の非球面r1のディセンター量と球面r2の曲率中心振れ量を簡単に測定することができる。
【0050】
最後に、本発明の第6の実施形態について図6を参照しながら説明する。
なお、第5の実施形態と同じ部材には同じ符号を付すに止めて、その詳細な説明は省略する。
この実施形態は、両面非球面の非球面レンズL8の非球面r1のディセンター量と、非球面r3の中央部の曲率中心振れ量と、周辺部の面振れ量を測定するものである。
【0051】
本実施形態の測定装置には、第4の実施形態と同様の第4接触式センサS4が設けられている。
【0052】
調整用送光装置35、全反射プリズム13、15、テレビモニタ等を利用して非球面r1の非球面軸A1と中心軸A2を一致させる要領、第3接触式センサS3、テレビモニタ等を利用して非球面レンズL8の非球面r1のディセンター量を測定する要領については第5の実施形態と同じである。
【0053】
また、光源25、曲率中心振れ量測定用送光装置29を用いて非球面r3の中央部の曲率中心振れ量を測定する要領、および第4接触式センサS4、テレビモニタ等を利用して非球面r3の周辺部の面振れ量を測定する要領は第4の実施形態と同じである。
【0054】
このような本実施形態によっても、両面非球面の非球面レンズL8のディセンター量、および非球面r3の中央部近傍の曲率中心振れ量と周辺部の面振れ量を簡単に測定することができる。
【0055】
以上説明した各実施形態の非球面レンズの測定装置と測定方法は、非球面量(近軸球面形状と非球面形状との差)が大きく、非球面レンズのディセンター量がレンズ系の収差に大きく影響するときに、特に有効なものである。
【0056】
なお、第4の実施形態において、第4接触式センサS4を用いる代わりに、非球面レンズL1の非球面r3の周辺部に向かって送光する、曲率中心振れ量測定用送光装置29と同構成の曲率中心振れ量測定用送光装置(図示略)を設け、この内部に、曲率中心振れ量測定用センサ33と同様のセンサ(曲率中心振れ量測定用受光手段)を設けて、非球面r3の周辺部の面振れ量を求めるようにしてもよい。
さらに、本発明は、設計上両面がともに球面をなす光学レンズ(図示略)の測定にも利用可能である。
【0057】
【発明の効果】
本発明によれば、光学レンズのディセンター量、曲率中心振れ量、面振れ量を従来より正確に測定するための測定装置と測定方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の測定装置の全体図である。
【図2】本発明の第2の実施形態の測定装置の全体図である。
【図3】本発明の第3の実施形態の測定装置の全体図である。
【図4】本発明の第4の実施形態の測定装置の全体図である。
【図5】本発明の第5の実施形態の測定装置の全体図である。
【図6】本発明の第6の実施形態の測定装置の全体図である。
【符号の説明】
1A 1B 基台
1a 取付孔
1b 採光孔
3A 3B 固定部材
3a 中心孔
5  第1回転部材
5a 中心孔
7  第2回転部材
7a 中心孔
9  固定部材
11A 11B レンズホルダ(吸着回転手段)
11a 11b 中心孔
13 全反射プリズム
15 全反射プリズム
17 吸引パイプ
19 真空装置
21 21A 確認用送光装置(確認用送光手段)
23 ケース
23a 23b 孔
25 光源(曲率中心振れ量測定用送光手段)
27 確認用センサ(確認用判別手段)
29 曲率中心振れ量測定用送光装置(曲率中心振れ量測定用送光手段)
31 ケース
31a 31b 孔
33 曲率中心振れ量測定用センサ(曲率中心振れ量測定用受光手段)
35 調整用送光装置(調整用送光手段)
37 調整用センサ(調整用判別手段)(内側曲率中心位置判別手段)
A1 非球面軸
A2 中心軸(回転軸)
G ガラス板
L1 非球面レンズ(光学レンズ)
L1a 外周面
L2 L3 L4 L5 L6 L7 レンズ
L8 非球面レンズ(光学レンズ)
L8a 外周面
M1 M2 ミラー
Oo 曲率中心
Os 曲率中心
Ot 曲率中心
Oz 曲率中心
P1 P2 P3 プリズム
r1 非球面
r1a 頂点
r2 球面
r3 非球面
S1 第1接触式センサ(第1の面振れ検出手段)(外側曲率中心位置判別手段)
S1a 接触子
S2 第2接触式センサ(第2の面振れ検出手段)(内側曲率中心位置判別手段)
S2a 接触子
S3 第3接触式センサ(ディセンター量検出手段)
S3a 接触子
S4 第4接触式センサ(第3の面振れ検出手段)
S4a 接触子

Claims (15)

  1. 二面の光学面からなる光学レンズの片面を吸着した状態で所定の軸回りに回転させる吸着回転手段と、
    該吸着回転手段によって吸着された光学面の中央部近傍に対する曲率中心が上記吸着回転手段の回転軸上に位置しているか否かを判別する内側曲率中心位置判別手段と、
    該吸着回転手段によって吸着された光学面の周辺部に対する曲率中心が上記吸着回転手段の回転軸上に位置しているか否かを判別する外側曲率中心位置判別手段と、
    上記光学レンズの外周面に当接して、該外周面の該吸着回転手段の回転軸に対する振
    れ量を検出するディセンター量検出手段と、
    を備えることを特徴とする光学レンズの偏心測定装置。
  2. 請求項1記載の光学レンズの偏心測定装置において、
    上記ディセンター量検出手段は、上記内側曲率中心位置判別手段及び上記外側曲率中心位置判別手段が、上記光学面の中央部近傍及び周辺部に対する曲率中心が、上記回転軸上に位置していると判別した状態で、上記光学レンズの外周面に当接するものである光学レンズの偏心測定装置。
  3. 請求項1または2記載の光学レンズの偏心測定装置において、
    外側曲率中心位置判別手段は、上記吸着回転手段によって吸着された光学面の周辺部に接触することにより、吸着回転手段の回転軸に対する該光学面の周辺部の面振れ量を検出する第1の面振れ検出手段である光学レンズの偏心測定装置。
  4. 請求項1から3のいずれか1項記載の光学レンズの偏心測定装置において、
    上記内側曲率中心位置判別手段は、上記吸着回転手段によって吸着された光学面の中央部近傍に向けて光を照射する調整用送光手段と、
    該調整用送光手段から発せられ上記光学面の中央部近傍に略垂直に入射し、反射された光を受光し、その受光位置から上記中央部近傍の曲率中心が上記回転軸上に位置しているか否かを判別する調整用判別手段とを備える光学レンズの偏心測定装置。
  5. 請求項1から3のいずれか1項記載の光学レンズの偏心測定装置において、
    上記内側曲率中心位置判別手段として、上記吸着回転手段によって吸着された光学面の中央部近傍に接触することにより、上記吸着回転手段の回転軸に対する該光学面の中央部近傍の面振れ量を検出する第2の面振れ検出手段を備え、
    さらに、上記吸着回転手段によって吸着された光学面の中央部近傍に向けて光を照射する確認用送光手段と、
    該確認用送光手段から発せられ上記光学面の中央部近傍に略垂直に入射し、反射された光を受光し、その受光位置から、上記光学面の中央部近傍の曲率中心が上記回転軸上に位置しているか否かを判別する確認用判別手段と、
    を備える光学レンズの偏心測定装置。
  6. 請求項1から5のいずれか1項記載の光学レンズの偏心測定装置において、さらに、
    上記吸着された光学面とは反対側の光学面に向けて光を照射する曲率中心振れ量測定用送光手段と、
    該曲率中心振れ量測定用送光手段から発せられ上記反対側の光学面に略垂直に入射し、反射された光を受光する、受光位置を認識可能な曲率中心振れ量測定用受光手段と、
    該曲率中心振れ量測定用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記回転軸に対する上記反対側の光学面の曲率中心振れ量を演算する曲率中心振れ量演算手段と、
    を備える光学レンズの偏心測定装置。
  7. 請求項1から5のいずれか1項記載の光学レンズの偏心測定装置において、さらに、
    上記吸着された光学面とは反対側の光学面の中央部近傍に向けて光を照射する曲率中心振れ量測定用送光手段と、
    該曲率中心振れ量測定用送光手段から発せられ上記反対側の光学面の中央部近傍に略垂直に入射し、反射された光を受光する、受光位置を認識可能な曲率中心振れ量測定用受光手段と、
    該曲率中心振れ量測定用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記回転軸に対する上記反対側の光学面の中央部近傍の曲率中心振れ量を演算する曲率中心振れ量演算手段と、
    上記反対側の光学面の周辺部に接触して、上記回転軸に対する該周辺部の面振れ量を検出する第3の面振れ検出手段と、
    を備える光学レンズの偏心測定装置。
  8. 二面の光学面からなる光学レンズの片面を吸着した状態で所定の軸回りに回転させる回転ステップ、
    該吸着された光学面の中央部近傍に対する曲率中心が、上記回転軸上に位置しているか否かを判別する内側曲率中心位置判別ステップ、
    該吸着された光学面の周辺部に対する曲率中心が、上記回転軸上に位置しているか否かを判別する外側曲率中心位置判別ステップ、
    上記光学面の中央部近傍及び周辺部に対する曲率中心が、上記回転軸上に位置するように、上記光学レンズの上記回転軸に対する位置と向きを調整する位置調整ステップ、及び
    上記光学面の中央部近傍及び周辺部に対する曲率中心が、上記回転軸上に位置していると判別された状態で、上記光学レンズの外周面の振れ量を検出することにより、上記光学レンズに生じているディセンター量を検出するディセンター量検出ステップ、
    を有することを特徴とする光学レンズの測定方法。
  9. 請求項8記載の光学レンズの測定方法において、
    外側曲率中心位置判別ステップが、第1の面振れ検出手段を、上記吸着された光学面の周辺部に接触させることにより、該光学面の周辺部の上記回転軸に対する面振れ量を検出するステップである光学レンズの測定方法。
  10. 請求項8または9記載の光学レンズの測定方法において、
    内側曲率中心位置判別ステップが、第2の面振れ検出手段を、上記吸着された光学面の中央部近傍に接触させることにより、該光学面の中央部近傍の上記回転軸に対する面振れ量を検出するステップである光学レンズの測定方法。
  11. 請求項8または9記載の光学レンズの測定方法において、
    内側曲率中心位置判別ステップが、上記吸着された光学面の中央部近傍に向けて光を照射するステップ、及び
    該光学面の中央部近傍に略垂直に入射し、反射された光を、受光位置に基づいて上記光学面の中央部近傍の曲率中心が上記回転軸上に位置しているか否かを判別する調整用判別手段に受光させるステップ、
    を有する光学レンズの測定方法。
  12. 請求項10記載の光学レンズの測定方法において、
    上記内側曲率中心位置判別ステップが、第2の面振れ検出手段を、上記吸着された光学面の中央部近傍に接触させることにより、該光学面の中央部近傍の上記回転軸に対する面振れ量を検出するステップであり、
    さらに、上記位置調整ステップの後に、
    上記吸着された光学面の中央部近傍に向けて光を照射し、該光学面の中央部近傍に略垂直に入射し、反射された光を、受光位置に基づいて上記光学面の中央部の曲率中心が上記回転軸上に位置しているか否かを判別する確認用判別手段に受光させる確認ステップ、
    を有する光学レンズの測定方法。
  13. 請求項8から12のいずれか1項記載の光学レンズの測定方法において、さらに、
    上記位置調整ステップの後に、上記吸着された光学面とは反対側の光学面に向けて光を照射するステップ、
    該反対側の光学面に略垂直に入射し、反射された光を受光するステップ、及び上記反射光の受光位置に基づいて、上記回転軸に対する上記反対側の光学面の曲率中心振れ量を演算するステップ、
    を有する光学レンズの測定方法。
  14. 請求項8から12のいずれか1項記載の光学レンズの測定方法において、さらに、
    上記位置調整ステップの後に、上記吸着された光学面とは反対側の光学面の中央部近傍に向けて光を照射するステップ、
    該反対側の光学面の中央部近傍に略垂直に入射し、反射された光を受光するステップ、及び
    上記反射光の受光位置に基づいて、上記回転軸に対する上記反対側の光学面の中央部近傍の曲率中心振れ量を演算するステップ、
    を有する光学レンズの測定方法。
  15. 請求項8から14のいずれか1項記載の光学レンズの測定方法において、
    被検光学レンズは少なくとも片面が非球面であり、上記回転ステップが、該非球面を吸着するステップである光学レンズの測定方法。
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