JP2009097858A - Eccentricity measuring machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学素子を被検体として偏心を測定する偏心測定機に関する。 The present invention relates to an eccentricity measuring machine that measures eccentricity using an optical element as a subject.
従来、レンズや曲面ミラーなどの光学素子を被検体とする偏心測定機が種々提案されている。
このような偏心測定機として、例えば、特許文献1には、被検レンズに検査光束を入射させ、反射光学系を用いることでこの検査光束が被検レンズを同一光路で透過するようにして被検レンズの透過偏心量を検出するレンズの透過偏心測定装置が記載されている。
また、特許文献2には、載置台に保持された被検レンズに向かって、レンズ面の曲率中心位置に集光する測定光を入射させて、その反射光の傾きを検出することで、偏芯量を測定するレンズ偏芯測定装置が記載されている。
すなわち、特許文献2のレンズ偏芯測定装置は、反射偏心測定方式を採用している。
As such an eccentricity measuring apparatus, for example, in Patent Document 1, an inspection light beam is made incident on a test lens, and a reflection optical system is used so that the test light beam passes through the test lens through the same optical path. A lens transmission decentration measuring device for detecting the amount of transmission decentration of the lens is described.
Further, in
That is, the lens eccentricity measuring apparatus of
しかしながら、上記のような従来の偏心測定機では、以下のような問題があった。
特許文献1に記載の技術では、検査光束が同一光路を通って被検レンズを透過させるために、反射光学系のピント調整を行う必要がある。特に、被検レンズの焦点距離が変わると、反射光学系を交換するか、光軸方向に移動してピント調整を行う必要がある。したがって、被検レンズの種々の焦点距離に対応して汎用的な測定を可能にするためには、反射光学系を光軸方向に移動可能に保持する必要がある。
反射光学系の移動範囲は大きいほど偏心測定機の汎用性が増大するが、移動範囲が大きくなるほど、移動の直進性に係る走り精度が悪くなり、例えば、数百ミリメートル程度の移動範囲の場合、移動に伴って発生する装置の光軸ずれは、偏心測定で許容できない大きさとなってしまう。このため、特許文献1では、被検レンズを回転させながら偏心量を測定することで、被検レンズの回転中心軸を基準とした偏心測定を行っている。
また、特許文献2に記載の技術では、被検レンズに向かって、レンズ面の曲率中心位置に集光する測定光を入射させるため、被検レンズのレンズ面の曲率半径が変わると、集光用の集光レンズを交換したり、集光レンズを光軸方向に移動したりする必要がある。このため、汎用的な測定を行うには、特許文献1と同様、集光レンズを光軸方向に移動可能保持する必要があり、やはり装置の光軸がずれる問題が発生するので、被検レンズの回転機構を設けている。
このように、特許文献1、2いずれにおいても、汎用的な測定を行うために何らかの光学系を光軸方向に移動可能に保持する必要があるため装置の光軸が安定せず、被検レンズを回転させて偏心測定を行っている。そのため測定に手間がかかってしまうという問題がある。
また、被検レンズの回転機構を設けるため、装置が複雑となってしまうという問題がある。
光学系を移動するたびに装置の光軸調整を行うことも考えられるが、測定の効率が悪くなってしまうという問題がある。
However, the conventional eccentricity measuring machine as described above has the following problems.
In the technique described in Patent Document 1, it is necessary to adjust the focus of the reflection optical system in order for the inspection light beam to pass through the same lens through the same optical path. In particular, if the focal length of the lens to be examined changes, it is necessary to exchange the reflective optical system or move in the optical axis direction to perform focus adjustment. Therefore, in order to enable general-purpose measurement corresponding to various focal lengths of the test lens, it is necessary to hold the reflection optical system so as to be movable in the optical axis direction.
The greater the range of movement of the reflective optical system, the greater the versatility of the eccentricity measuring machine, but the greater the range of movement, the worse the running accuracy related to the straightness of movement.For example, in the case of a range of movement of about several hundred millimeters, The deviation of the optical axis of the device caused by the movement becomes unacceptable in the eccentricity measurement. For this reason, in Patent Document 1, the eccentricity is measured with the rotation center axis of the test lens as a reference by measuring the amount of eccentricity while rotating the test lens.
Further, in the technique described in
As described above, in both
In addition, since the rotation mechanism of the lens to be examined is provided, there is a problem that the apparatus becomes complicated.
Although it is conceivable to adjust the optical axis of the apparatus every time the optical system is moved, there is a problem that the efficiency of measurement is deteriorated.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、被検体の焦点距離や光学面の曲率半径が変わっても装置の光軸を変化させるような光学系の移動を行うことなく、効率的に測定を行うことができる偏心測定機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and without moving the optical system so as to change the optical axis of the apparatus even if the focal length of the subject or the radius of curvature of the optical surface changes. An object of the present invention is to provide an eccentricity measuring machine that can perform measurement efficiently.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、光学素子を被検体として偏心を測定する偏心測定機であって、前記被検体に光を照射する光源部と、該光源部からの光の光路上で、前記被検体を偏心測定の基準軸上に位置決めして保持する保持部と、該保持部に保持された前記被検体からの光を観察するために、前記基準軸に光軸を一致するように配置され、少なくとも物体側がテレセントリックな観察光学系と、該観察光学系から出射される光の前記基準軸からのずれ量を求めるための観察手段とを備える構成とする。
この発明によれば、保持部によって偏心測定の基準軸上に位置決めして保持された被検体に、光源部から光を照射し、被検体からの光を、少なくとも物体側がテレセントリックな観察光学系を通して観察手段によって観察する。
観察光学系は、物体側、すなわち被検体側がテレセントリックなため、被検体の焦点を通過する光束のうち、観察光学系の光軸に平行な光束のみが観察手段に到達する。このため、観察手段上で観察された観察光学系から出射される光の、基準軸からのずれ量を求め、観察光学系の光学倍率から換算することで、一定の基準軸に対する被検体の偏心量を求めることができる。
また、観察光学系は、少なくとも物体側がテレセントリックとなっているため、被検体と観察光学系の距離を任意に設定することができるので、例えば、被検体を変えても、被検体の光軸方向の形状の変化に応じて観察光学系を移動することなく、偏心測定を行うことができる。
In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 is an eccentricity measuring device that measures eccentricity using an optical element as a subject, a light source unit that irradiates the subject with light, and the light source unit A holding unit that positions and holds the subject on a reference axis for eccentricity measurement on the optical path of light from the light source, and the reference axis for observing light from the subject held by the holding unit And an observation optical system in which at least the object side is telecentric, and observation means for determining the amount of deviation of the light emitted from the observation optical system from the reference axis. .
According to the present invention, the subject, which is positioned and held on the eccentric measurement reference axis by the holding unit, is irradiated with light from the light source unit, and the light from the subject passes through the observation optical system at least on the object side. Observe by observation means.
Since the observation optical system is telecentric on the object side, that is, the object side, only the light beam parallel to the optical axis of the observation optical system reaches the observation means among the light beams passing through the focus of the object. For this reason, the amount of deviation from the reference axis of the light emitted from the observation optical system observed on the observation means is obtained, and converted from the optical magnification of the observation optical system, so that the eccentricity of the subject with respect to a certain reference axis is obtained. The amount can be determined.
In addition, since the observation optical system is telecentric at least on the object side, the distance between the subject and the observation optical system can be arbitrarily set. For example, even if the subject is changed, the optical axis direction of the subject The decentration measurement can be performed without moving the observation optical system in accordance with the change in the shape.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の偏心測定機において、前記観察光学系が両側テレセントリック光学系である構成とする。
この発明によれば、観察光学系が両側テレセントリック光学系であるため像側の観察手段との光軸方向の距離を任意に設定することができるので、観察手段の配置が容易となる。
According to a second aspect of the present invention, in the eccentricity measuring machine according to the first aspect, the observation optical system is a double-sided telecentric optical system.
According to the present invention, since the observation optical system is a double-sided telecentric optical system, the distance in the optical axis direction from the image-side observation means can be arbitrarily set, so that the observation means can be easily arranged.
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の偏心測定機において、前記観察光学系の光学倍率を切り替えられるようにした構成とする。
この発明によれば、観察光学系の光学倍率を切り替えることで、偏心量に応じて適切な光学倍率を選択することができるので、良好な偏心測定を行うことができる。
その際、観察光学系が、少なくとも物体側がテレセントリックなため、少なくとも物体側の光軸方向の位置ずれを無視することができ、切替手段を簡素化することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the eccentricity measuring machine according to the first or second aspect, the optical magnification of the observation optical system can be switched.
According to the present invention, by switching the optical magnification of the observation optical system, an appropriate optical magnification can be selected according to the amount of decentration, so that good decentration measurement can be performed.
At this time, since the observation optical system is telecentric at least on the object side, it is possible to ignore a positional shift in the optical axis direction at least on the object side, and to simplify the switching means.
本発明の偏心測定機によれば、少なくとも物体側がテレセントリックな観察光学系を用いるため、被検体の焦点距離や光学面の曲率半径が変わっても装置(偏心測定機)の光軸を変化させるような光学系の移動を行うことなく、効率的に偏心測定を行うことができるという効果を奏する。 According to the decentration measuring instrument of the present invention, since the observation optical system that is telecentric at least on the object side is used, the optical axis of the apparatus (eccentricity measuring instrument) is changed even if the focal length of the subject or the radius of curvature of the optical surface changes. There is an effect that the decentration measurement can be efficiently performed without moving the optical system.
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In all the drawings, even if the embodiments are different, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and common description is omitted.
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態に係る偏心測定機について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る偏心測定機の概略構成を示す模式的な正面図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係る偏心測定機の被検体を保持した保持部の軸方向断面図である。なお、図1において、偏心測定機の光軸Pに対して、光源部3の光軸および観察光学系6の光軸が一致するようにして調整されている。
[First Embodiment]
An eccentricity measuring machine according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic front view showing a schematic configuration of an eccentricity measuring machine according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view in the axial direction of the holding unit holding the subject of the eccentricity measuring machine according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the optical axis of the
本実施形態の偏心測定機50は、例えば、レンズや曲面ミラーなどの光学素子を被検体として、光学素子の偏心を透過偏心測定によって測定するものである。以下では、光学素子の一例として、例えば両凸レンズからなる被検レンズ5単体を被検体とする場合の例で説明するが、光学素子は、光学素子単体に限定されるものではない。例えば、鏡筒などに組み込まれた光学素子あるいは光学素子群であってもよい。
偏心測定機50の概略構成は、図1に示すように、光源部3、被検レンズ5を保持するレンズ保持部4(保持部)、観察光学系6、およびCCDカメラ7がこの順に配置され、CCDカメラ7にケーブル8を介してモニタ9が接続され、CCDカメラ7、モニタ9にそれぞれケーブル10、12を介して演算部11が電気的に接続されてなるものである。
The
As shown in FIG. 1, a schematic configuration of the
光源部3は、被検レンズ5に偏心測定用の光を照射するもので、本実施形態では、レーザーダイオードからなる光源1と、光源1からの発散光を平行光束にコリメートするコリメートレンズ2とから構成され、平行光束を出射するようになっている。
The
レンズ保持部4は、被検レンズ5を光源部3の光軸上の一定位置に保持するものであり、透過偏心測定を行う本実施形態では、レンズ保持部4は、図2に示すように、光源部3の光軸に対して光軸方向に貫通した孔部4cの中心軸Oが略一致して配置された円筒状部材からなる。
レンズ保持部4の光源部3と反対側の端部には、被検レンズ5の光源部3側のレンズ面であるレンズ面5bを少なくとも3箇所で受けて、光軸方向に位置決めする光軸方向保持部4aと、被検レンズ5のコバ面5cを径方向に位置決めする径方向保持部4bとが設けられている。
径方向保持部4bは、本実施形態では、孔部4cの径よりも大きい径であり、被検レンズ5を載せ替えても同心に固定できるチャック機構、例えば、コレットチャックのような機構を採用している。
径方向保持部4bの保持中心軸は、孔部4cの中心軸Oと同軸であり、偏心測定の基準軸Oをなしている。
The
An optical axis that receives at least three
In this embodiment, the radial
The holding center axis of the
観察光学系6は、レンズ保持部4に保持された被検レンズ5からの光を観察するために、基準軸Oと光軸Pとが一致するように配置され、少なくとも物体側がテレセントリックな光学系である。本実施形態では、被検レンズ5側に配置された結像レンズ6aと、結像レンズ6aのCCDカメラ7側の略焦点位置に開口孔が配置されたピンホール6bとからなる片側テレセントリック光学系を採用している。
これにより、結像レンズ6aに物体側(被検レンズ5側)から入射した光は、光軸Pに平行な光束のみが、ピンホール6bを通して、像側に出射される。
The observation
As a result, only the light beam parallel to the optical axis P of the light incident on the
ピンホール6bの孔径は、大きすぎると、光軸Pに平行な成分以外の光束が透過して、CCDカメラ7上でぼけたスポット画像が観察されるので、小さくすることが好ましいが、あまり小さすぎるとスポット画像の光量が小さくなりすぎてしまう。また、あまり小さすぎるとピンホール6bでの回折が発生してテレセントリック光学系として機能しなくなってしまう。
このため、本実施形態では、一例として、ピンホール6bの孔径dをエアリーディスク直径dAの10倍程度に設定している。
ここで、エアリーディスク直径dAは、結像レンズ6aの開口数をNA、光源部3の波長をλとして、dA=2.44λ/NAで表される。
If the hole diameter of the
Therefore, in the present embodiment, as one example, it is set pore size d of
Here, the Airy disk diameter d A is expressed by d A = 2.44λ / NA, where NA is the numerical aperture of the
CCDカメラ7は、観察光学系6の透過光のスポット画像を観察するものであり、光軸P上で、ピンホール6bから一定距離だけ離間された位置に撮像面が設置されている。
CCDカメラ7の映像信号は、ケーブル8を介してモニタ9に拡大表示され、測定者が観察できるようになっている。また、CCDカメラ7の映像信号は、ケーブル10を介して演算部11に送出される。
The
The video signal of the
演算部11は、CCDカメラ7からの映像信号に、例えば、ノイズ除去処理などの画像処理を必要に応じて施して、撮像素子の画素ごとの輝度値からなる画像データを取得し、観察されたスポット画像の撮像面における中心位置を算出し、光軸Pと撮像面との交点から測った撮像面上の距離および位置を算出し、被検レンズ5の偏心量に換算する演算を行うものである。
そして、これらの演算結果は、映像信号に変換し、ケーブル12を介してモニタ9に表示できるようになっている。
The
These calculation results can be converted into video signals and displayed on the
演算部11の装置構成としては、専用のハードウェアを用いてもよいが、本実施形態では、CPU、メモリ、外部記憶装置、入出力インターフェースなどを備えたコンピュータによって、演算用、制御用のプログラムを実行させることで実現している。
As the device configuration of the
光軸Pと基準軸Oとを一致させるための位置合わせは、本実施形態では、CCDカメラ7、観察光学系6および光源部3の位置を固定し、光軸Pに対するレンズ保持部4のチルト移動およびシフト移動を行って位置合わせしている。このため、レンズ保持部4は、不図示のチルト移動ステージおよびシフト移動ステージなどの移動機構によって、観察光学系6と光源部3との間で可動に保持されている。
In this embodiment, alignment for aligning the optical axis P and the reference axis O is performed by fixing the positions of the
この位置合わせは、偏心測定の開始前に一度だけ行っておけば、偏心測定ごとには行わなくてもよいため、上記装置構成以外にも、適宜の調整治具を併用して行うことができる。
ここでは、観察光学系6の光軸と光源部3の光軸とを一致させた後の、光軸Pと基準軸Oとの位置合わせの一例について簡単に説明する。
まず、レンズ保持部4のチルト調整を行うため、例えば、レンズ保持部4の光軸方向保持部4a上に平行度の高い平行平面板を配置する。そして光源部3を点灯させることにより、平行平面板を直接通過する光束と、平行平面板の上面と下面で順次反射した後に平行平面板を通過する光束とによって、CCDカメラ7の撮像面上で干渉縞を生成させる。そして、この干渉縞をヌルにするようにレンズ保持部4のチルト調整を行う。
次に、レンズ保持部4のシフト調整を行うため、例えば、レンズ保持部4の光軸方向保持部4aに偏心のないボールレンズを配置する。そして光源部3を点灯させることによりボールレンズおよび観察光学系6を介して偏心測定を行い、CCDカメラ7の撮像面上での偏心が0となるように、レンズ保持部4を光軸Pに直交する方向に移動して、レンズ保持部4のシフト調整を行う。
If this alignment is performed only once before the start of the eccentricity measurement, it does not have to be performed for each eccentricity measurement. Therefore, in addition to the above apparatus configuration, an appropriate adjustment jig can be used together. .
Here, an example of alignment between the optical axis P and the reference axis O after matching the optical axis of the observation
First, in order to adjust the tilt of the
Next, in order to adjust the shift of the
次に、偏心測定機50の動作について、偏心測定の測定原理を中心に説明する。
図3(a)は、被検レンズが、正の屈折力を有し焦点距離が短い場合の模式的な概略光路図である。図3(b)は、被検レンズが、正の屈折力を有し焦点距離が長い場合の模式的な概略光路図である。図3(c)は、被検レンズが、負の屈折力を有する場合の模式的な概略光路図である。
Next, the operation of the
FIG. 3A is a schematic schematic optical path diagram in the case where the test lens has a positive refractive power and a short focal length. FIG. 3B is a schematic schematic optical path diagram when the test lens has a positive refractive power and a long focal length. FIG. 3C is a schematic schematic optical path diagram when the test lens has negative refractive power.
図1に示すように、光源部3では、光源1からの発散光がコリメートレンズ2によって平行光束とされ、レンズ保持部4の孔部を透過して、被検レンズ5に照射される。
被検レンズ5を透過する光は、例えば、図3(a)に示すように、被検レンズ5が、正の屈折力を有し焦点距離fの短いレンズからなる場合、被検レンズ5と観察光学系6との間の光路上の焦点位置Sfに結像され、発散した状態で、結像レンズ6aに入射する。観察光学系6が片側テレセントリック光学系であるため、焦点位置Sfで実像を結ぶ光のうち、光軸Pに平行な光束のみが、結像レンズ6aを透過後にピンホール6bを透過し、CCDカメラ7の撮像面である観察面Iにスポット画像として到達する。なお図中で、符号Hは被検レンズ5の主点位置を示す(以下同じ)。
CCDカメラ7では、映像信号を演算部11に送出する。
演算部11では、CCDカメラ7から送られた映像信号を画像データに変換し、撮像面上で、観察光学系6を透過した光のスポット画像を検出し、光軸Pと撮像面との交点を原点として、スポット画像の輝度中心位置の座標と原点からの距離δを求める。
As shown in FIG. 1, in the
For example, as shown in FIG. 3A, the light transmitted through the
The
The
ここで、距離δは、被検レンズ5の透過偏心量εによって決まる被検レンズ5の焦点位置Sfの光軸Pに直交する面内でのずれ量と、観察光学系6の光学倍率Mとの関係から、次式を満足する。
ε=tan−1{δ/(f・M)} ・・・(1)
したがって、距離δを演算部11によって算出することで、被検レンズ5の透過偏心量εが求められる。また、スポット画像の輝度中心位置の座標から、偏心の方向も求めることができる。
The distance δ is the shift amount in a plane orthogonal to the optical axis P of the focal position S f of the
ε = tan −1 {δ / (f · M)} (1)
Accordingly, the transmission eccentricity ε of the
演算部11は、これらの演算結果の情報を映像信号に変換して、ケーブル12を介してモニタ9に送出して、演算結果を表示する。
このように、本実施形態のCCDカメラ7、および演算部11は、観察光学系6から出射される光の基準軸Oからのずれ量δを求めるための観察手段を構成している。
The
As described above, the
また、図3(b)に示すように、被検体が、正の屈折力を有し焦点距離fの長いレンズからなる被検レンズ15である場合を考える。この場合、レンズ保持部4の径方向保持部4bは、レンズ径が変わっても、保持中心軸が変わらないようになっているが、光軸方向保持部4aに保持されるレンズ面15bの曲率半径や、レンズ面15bとレンズ面15aとの間のレンズ厚は、一般に被検レンズ5から変化するので主点位置Hは光軸方向にずれるものである。
被検レンズ15を透過する光は、例えば、観察面Iの後側に位置する焦点位置Sfに向かって集光される。この場合、結像レンズ6aには、被検レンズ5とは結像位置が異なる収束光が入射するが、観察光学系6が片側テレセントリック光学系であるため、やはり光軸Pに平行な光束のみが、結像レンズ6aを透過後にピンホール6bを透過し、CCDカメラ7の撮像面である観察面Iに到達する。
したがって、図3(a)の場合とまったく同様にして、透過偏心量ε、偏心の方向を求めることができる。
Further, as shown in FIG. 3B, a case is considered in which the subject is a
Light transmitted through the
Therefore, the transmission eccentricity ε and the direction of eccentricity can be obtained in exactly the same manner as in FIG.
また、図3(c)に示すように、被検体が、負の屈折力を有する被検レンズ25の場合を考える。この場合、レンズ保持部4の径方向保持部4bは、レンズ径が変わっても、保持中心軸が変わらないようになっているが、光軸方向保持部4aに保持される凸面のレンズ面25bの曲率半径や、レンズ面25bと凹面のレンズ面25aとの間のレンズ厚は、一般に被検レンズ5から変化するので主点位置Hは光軸方向にずれるものである。
被検レンズ25を透過する光は、光源部3側にある焦点位置Sfから発散する光として、結像レンズ6aに入射するが、観察光学系6が片側テレセントリック光学系であるため、やはり光軸Pに平行な光束のみが、結像レンズ6aを透過後にピンホール6bを透過し、CCDカメラ7の撮像面である観察面Iに到達する。
したがって、図3(a)の場合とまったく同様にして、透過偏心量ε、偏心の方向を求めることができる。
Further, as shown in FIG. 3C, consider a case where the subject is a
Light transmitted through the
Therefore, the transmission eccentricity ε and the direction of eccentricity can be obtained in exactly the same manner as in FIG.
このように、本実施形態では、観察光学系6が被検レンズ5側がテレセントリックであるため、結像レンズ6aと被検レンズ5との間の光軸方向の距離は原理的に偏心測定に関係しないため、従来の偏心測定のように、被検レンズ5の焦点距離に応じて、観察光学系6やCCDカメラ7の位置を移動させる必要がない。
そのため、光軸方向の移動機構を省略することができるので、装置を簡素化することができる。
また、被検レンズ5を代えて測定する場合にも、観察光学系6とレンズ保持部4との位置関係を変更せずに、偏心測定を行うことができる。その結果、観察光学系6を移動機構によって移動させる際に発生する走り誤差などが生じないので、光軸位置の再調整などを行うことなく迅速に偏心測定を行うことができ、複数の被検レンズ5を順次に測定する場合の測定効率を向上することができる。
また、観察光学系6とレンズ保持部4との位置関係を固定して偏心測定することができるので、偏心測定の基準軸Oが一定の状態で測定を行うことができる。そのため、例えば、偏心測定の基準軸をレンズ中心軸で代用する場合のように、被検レンズ5を回転させながら偏心測定を行う必要がなく、個々の被検レンズ5に対する測定時間を短縮することができる。また、偏心の方向も容易に測定することができる。
Thus, in this embodiment, since the observation
Therefore, since the moving mechanism in the optical axis direction can be omitted, the apparatus can be simplified.
Further, even when the measurement is performed with the
Further, since the positional relationship between the observation
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態に係る偏心測定機について説明する。
図4は、本発明の第2の実施形態に係る偏心測定機の概略構成を示す模式的な正面図である。
[Second Embodiment]
Next, an eccentricity measuring machine according to the second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a schematic front view showing a schematic configuration of an eccentricity measuring machine according to the second embodiment of the present invention.
本実施形態の偏心測定機60は、図4に示すように、上記第1の実施形態の偏心測定機50において、観察光学系6を観察光学系16に代えたものである。以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
観察光学系16は、両側テレセントリック光学系からなる。本実施形態では、一例として、それぞれの間の位置で焦点位置が重なるように物体側から配置された、結像レンズ16a、16cと、それらの共通の焦点位置近傍に開口孔が位置するように配置されたピンホール16bとからなる例で説明する。
なお、観察光学系16の光軸Pは、観察光学系6と同様に、基準軸O上にあるように調整して配置されている。
As shown in FIG. 4, an
The observation
The optical axis P of the observation
偏心測定機60によれば、光源部3からの平行光束は、被検レンズ5を透過し、観察光学系16の光軸Pに平行な光束のみが、ピンホール16bを透過し、結像レンズ16cで屈折されて光軸Pに平行な光束としてCCDカメラ7に向けて出射される。
このため、CCDカメラ7の撮像面には、光束が垂直に入射する点を除いて、上記第1の実施形態と同様なスポット画像が到達する。このため、やはり、上記第1の実施形態と同様に、偏心測定を行うことができる。
さらに、本実施形態によれば、観察光学系6の光学倍率Mは、結像レンズ16a、16bの焦点距離の比で決まり、CCDカメラ7の撮像面と観察光学系16との光軸方向の距離には依存しない。したがって、観察光学系16に対して、CCDカメラ7の光軸方向の位置が変化しても、偏心測定の測定精度にまったく影響しない。このため、装置の組立、位置調整が容易となる。
According to the
For this reason, a spot image similar to that in the first embodiment reaches the imaging surface of the
Furthermore, according to the present embodiment, the optical magnification M of the observation
[第3の実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態に係る偏心測定機について説明する。
図5は、本発明の第3の実施形態に係る偏心測定機の概略構成を示す模式的な正面図である。
[Third Embodiment]
Next, an eccentricity measuring machine according to the third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a schematic front view showing a schematic configuration of an eccentricity measuring machine according to the third embodiment of the present invention.
本実施形態の偏心測定機70は、図5に示すように、上記第2の実施形態の偏心測定機60において、観察光学系16を観察光学系17、18に代えたものである。以下、上記第2の実施形態と異なる点を中心に説明する。
観察光学系17、18は、それぞれ両側テレセントリック光学系からなる。例えば、上記第2の実施形態の結像レンズ16aに代えて、それぞれ結像レンズ17a、18aを備え、また、ピンホール16bに代えて、それぞれピンホール17b、18bを備え、結像レンズ16cに代えて、それぞれ結像レンズ17c、18cを備えるような光学系を採用することができる。
観察光学系17、18は、それぞれの結像レンズの焦点距離を適宜組み合わせることで、光学倍率Mが変えられている。
そして、観察光学系17、18は、それぞれ、不図示の可動保持機構によって、基準軸Oに向かって進退可能に保持されており、それぞれの光軸は組立時にそれぞれの進出位置で調整を行い、それぞれの基準軸Oに一致する位置に進出するように、手動または自動で切り替え動作を行うことができるようになっている。
As shown in FIG. 5, the
Each of the observation optical systems 17 and 18 is a both-side telecentric optical system. For example, instead of the
In the observation optical systems 17 and 18, the optical magnification M is changed by appropriately combining the focal lengths of the respective imaging lenses.
The observation optical systems 17 and 18 are each held by a movable holding mechanism (not shown) so as to be able to advance and retreat toward the reference axis O. Each optical axis is adjusted at each advance position during assembly, Switching operation can be performed manually or automatically so as to advance to a position corresponding to each reference axis O.
偏心測定機70によれば、偏心測定機60と同様な偏心測定を行うことができ、さらに、被検レンズ5を変えることで偏心量が変化する場合に、観察光学系17、18を切り替えて、偏心量に合った光学倍率を選択することができるので、高精度の偏心測定を行うことができる。
この場合、観察光学系17、18の光軸方向の位置は、偏心測定の精度に影響しないので、可動保持機構は光軸に直交する方向の位置が高精度に位置決めされていればよい。そのため、このような切替を簡素な機構で行うことができる。
According to the
In this case, since the position of the observation optical systems 17 and 18 in the optical axis direction does not affect the accuracy of the eccentricity measurement, the position of the movable holding mechanism in the direction orthogonal to the optical axis may be positioned with high accuracy. Therefore, such switching can be performed with a simple mechanism.
なお、上記の説明では、光源部が平行光源の場合の例で説明したが、このようにすれば、光源部3の光軸を基準軸Oに合わせることで、観察光学系6を透過しない光量を低減することができて好ましいが、光源部3の光量に余裕がある場合には、厳密な平行光束を出射するものでなくてもよい。
In the above description, an example in which the light source unit is a parallel light source has been described. However, if the
また、上記の説明では、観察光学系として、結像レンズとピンホールとからなる片側テレセントリック光学系、および2つの結像レンズとその中間に配置されたピンホールとからなる両側テレセントリック光学系を用いた場合の例で説明したが、これらは一例であって、テレセントリック光学系の構成はこれらに限定されない。被検体の偏心量の大きさや観察手段の分解能に応じて、開口径や光学倍率を変えるために種々の構成のテレセントリック光学系を必要に応じて採用することができる。 In the above description, as the observation optical system, a one-side telecentric optical system composed of an imaging lens and a pinhole, and a double-sided telecentric optical system composed of two imaging lenses and a pinhole disposed between them are used. However, these are merely examples, and the configuration of the telecentric optical system is not limited to these. A telecentric optical system having various configurations can be employed as necessary in order to change the aperture diameter and the optical magnification according to the amount of eccentricity of the subject and the resolution of the observation means.
また、上記の説明では、偏心測定の例として、透過偏心測定を行う場合の例で説明したが、本発明は、容易に反射偏心測定を行う偏心測定機にも適用できる。例えば、ビームスプリッタを被検体と観察光学系の間に配置し、このビームスプリッタを介して、光源部からの光を被検体に観察光学系側から落射照明する構成とすることで、反射偏心測定を行う偏心測定機が得られる。
また、このような反射偏心測定を行う偏心測定機によれば、被検体として、レンズなどの光学素子他に、例えば、曲面ミラーなどの反射型の光学素子の偏心を測定することもできる。
In the above description, as an example of the eccentricity measurement, an example in which transmission eccentricity measurement is performed has been described. However, the present invention can also be applied to an eccentricity measuring machine that easily performs reflection eccentricity measurement. For example, by arranging a beam splitter between the subject and the observation optical system and using this beam splitter to illuminate the subject with incident light from the observation optical system side, the reflection eccentricity measurement is performed. An eccentricity measuring machine is obtained.
In addition, according to the eccentricity measuring apparatus that performs such reflection eccentricity measurement, the eccentricity of a reflection type optical element such as a curved mirror can be measured as an object in addition to an optical element such as a lens.
また、上記の説明では、観察手段が、CCDカメラ7、モニタ9および演算部11からなり、演算処理によって偏心量を自動的に算出する場合の例で説明したが、例えば、モニタ9上におけるGUIを用いたカーソル操作などを行って、測定者が画像から偏心位置を指定し、演算部11はカーソル位置を取得して、ずれ量δを算出して偏心量を求めるようにしてもよい。
また、このような観察手段に代えて、観察面Iの位置に、透過型または反射型のスクリーンを配置し、スクリーン上の輝点位置を測定者が計測することで、偏心量を求めるようにしてもよい。
In the above description, the example in which the observation unit includes the
Further, instead of such observation means, a transmissive or reflective screen is disposed at the position of the observation surface I, and the measurer measures the position of the bright spot on the screen, thereby obtaining the amount of eccentricity. May be.
また、上記の各実施形態に説明したすべての構成要素は、技術的に可能であれば、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせて実施することができる。 Further, all the constituent elements described in the above embodiments can be appropriately combined and implemented within the scope of the technical idea of the present invention, if technically possible.
3 光源部
4 レンズ保持部(保持部)
5、15、25 被検レンズ
6、16、17、18 観察光学系
7 CCDカメラ
9 モニタ
11 演算部
O 基準軸
P 光軸
50、60、70 偏心測定機
3
5, 15, 25
Claims (3)
前記被検体に光を照射する光源部と、
該光源部からの光の光路上で、前記被検体を偏心測定の基準軸上に位置決めして保持する保持部と、
該保持部に保持された前記被検体からの光を観察するために、前記基準軸に光軸を一致するように配置され、少なくとも物体側がテレセントリックな観察光学系と、
該観察光学系から出射される光の前記基準軸からのずれ量を求めるための観察手段とを備えることを特徴とする偏心測定機。 An eccentricity measuring device for measuring eccentricity using an optical element as a subject,
A light source unit for irradiating the subject with light;
A holding unit that positions and holds the subject on a reference axis for eccentricity measurement on an optical path of light from the light source unit;
In order to observe the light from the subject held by the holding unit, the observation optical system is arranged so that the optical axis coincides with the reference axis, and at least the object side is telecentric;
An eccentricity measuring machine comprising: observation means for obtaining a deviation amount of the light emitted from the observation optical system from the reference axis.
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WO2012011406A1 (en) * | 2010-07-23 | 2012-01-26 | コニカミノルタオプト株式会社 | Diaphragm position measuring method, diaphragm position measuring device, diaphragm positioning method and diaphragm positioning device |
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