JP2010249543A - Eccentricity measuring device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To separately change the detection sensitivity of eccentricity amount for each detection object surface when measuring the plurality of detection object surfaces simultaneously in parallel in an eccentricity measuring device. <P>SOLUTION: The eccentricity measuring device 50 includes: an inspection light flux emitting optical system which includes an optical path branching part 5 branching the optical paths of inspection light fluxes, moving lenses 6A, 6B, 6C, an inspection light flux synthesis part synthesizing the inspection light fluxes L<SB>A</SB>, L<SB>B</SB>, L<SB>C</SB>, and a fixed lens 7 collecting the inspection light fluxes L<SB>A</SB>, L<SB>B</SB>, L<SB>C</SB>toward an inspection object lens 1; a reflected light flux branching part which branches the optical paths of reflected light fluxes L<SB>a</SB>, L<SB>b</SB>, L<SB>c</SB>at the inspection object surfaces 1a, 1b, 1c; a reflected image acquisition optical system which forms images of each reflected light flux onto a shared image surface, respectively; a camera 13 in which the imaging surfaces are arranged on the shared image surface; variable power parts 10A, 10B, 10C which change the optical variable power of the reflected image acquisition optical system for each optical path of the reflected optical flux; and an operation processing part which calculates eccentricity amounts of the inspection object surfaces 1a, 1b, 1c from the rotation loci of the reflected images obtained by the camera 13. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、レンズの偏心量を測定する偏心測定装置に関する。   The present invention relates to an eccentricity measuring device that measures the amount of eccentricity of a lens.

従来、レンズの偏心測定装置は、被検面に対して、偏心のない状態での被検面の球心位置に集光する検査光束を照射し、その反射光束による反射像を取得し、被検面を光軸回りに回転させたときに反射像が描く回転軌跡の回転半径を測定光学系の光学倍率で換算して、偏心量を測定していた。偏心のない状態での被検面の球心位置に集光する検査光束の各光線は、被検面に垂直入射するため、その反射像は測定光学系によって像面でスポット状に結像される。
例えば、組レンズなど、被検レンズが複数の被検面を有する場合には、同様の偏心量測定を各被検面ごとに行う必要があるが、複数の被検面に同時に検査光束を照射し、それぞれの反射像を同時並行的に取得して、偏心量の測定効率を向上する偏心測定装置が提案されている。
このような偏心測定装置として、特許文献1には、光源から出射された光線を分岐し被検レンズの複数の被検面に同時に照射し、各被検面の反射像を1つの撮像素子に取り込むことにより、各被検面の偏心量を同時に測定するレンズ偏芯測定装置が記載されている。
Conventionally, a lens eccentricity measuring device irradiates a test light beam focused on a spherical position of a test surface with no eccentricity on a test surface, acquires a reflected image by the reflected light beam, The amount of eccentricity was measured by converting the rotation radius of the rotation locus drawn by the reflected image when the inspection surface was rotated around the optical axis with the optical magnification of the measurement optical system. Since each light beam of the inspection light beam that is focused on the spherical center of the test surface without any eccentricity is perpendicularly incident on the test surface, the reflected image is formed in a spot shape on the image surface by the measurement optical system. The
For example, when the test lens has multiple test surfaces, such as a combination lens, it is necessary to perform the same eccentricity measurement for each test surface. There has been proposed an eccentricity measuring apparatus that acquires the respective reflected images simultaneously and improves the measurement efficiency of the eccentricity.
As such an eccentricity measuring apparatus, Patent Document 1 discloses that a light beam emitted from a light source is branched and simultaneously irradiated onto a plurality of test surfaces of a test lens, and a reflected image of each test surface is applied to one image sensor. A lens eccentricity measuring device that simultaneously measures the amount of eccentricity of each surface to be measured is described.

特開2006−154171号公報JP 2006-154171 A

しかしながら、上記のような従来の偏心測定装置には、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、各被検面の偏心量を求める際には、検査光束の各光線を被検面に垂直入射させているので、被検面における反射倍率は、被検面の曲率半径によらず等倍となり一定している。このため各被検面の偏心検出感度は互いに等しくなっている。
したがって、同時並行的に測定する被検面の偏心量に大きな差があると、偏心量の小さい方の被検面の測定精度が低下してしまうという問題がある。このため、偏心量が小さい方の被検面の偏心量を正確に測定するには、検出感度を変えて再測定する必要が生じるため、測定効率が悪化してしまうという問題がある。
However, the conventional eccentricity measuring apparatus as described above has the following problems.
In the technique described in Patent Document 1, when determining the amount of eccentricity of each test surface, each light beam of the inspection light beam is vertically incident on the test surface. It is constant and constant regardless of the radius of curvature. For this reason, the eccentricity detection sensitivities of the test surfaces are equal to each other.
Therefore, if there is a large difference in the amount of eccentricity of the test surface measured in parallel, there is a problem that the measurement accuracy of the test surface having the smaller eccentricity is lowered. For this reason, in order to accurately measure the amount of eccentricity of the test surface with the smaller amount of eccentricity, it is necessary to change the detection sensitivity and perform remeasurement, and thus there is a problem that the measurement efficiency deteriorates.

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、複数の被検面を同時並行的に測定する場合に、偏心量の検出感度を被検面ごとに個別に変えることができる偏心測定装置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 when measuring a plurality of test surfaces simultaneously, the detection sensitivity of the eccentricity can be individually changed for each test surface. An object of the present invention is to provide an eccentricity measuring device.

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、光源と、複数の被検面を有する被検レンズを回転可能に保持する回転保持部とを有し、前記回転保持部により回転された前記被検レンズに前記光源で発生された検査光束を照射し、前記検査光束の反射光束による反射像の回転軌跡を取得して、前記複数の被検面の偏心量を測定する偏心測定装置であって、前記光源からの前記検査光束の光路を複数の光路に分岐する検査光束分岐部と、該検査光束分岐部で分岐された前記複数の光路上でそれぞれ光軸に沿う方向に移動可能に設けられた複数の移動レンズと、該複数の移動レンズをそれぞれ透過した前記各検査光束の光路を、同一の光軸上を進むように合成する検査光束合成部と、該検査光束合成部によって合成された前記各検査光束を、前記回転保持部に保持された前記被検レンズに向けて集光する固定レンズとを有する検査光束照射光学系と、前記複数の被検面での各反射光束の光路を複数の光路に分岐する反射光束分岐部と、該反射光束分岐部によって光路分岐された前記複数の被検面ごとの反射光束による反射像を、共通の像面上にそれぞれ結像させる反射像取得光学系と、該反射像取得光学系における前記共通の像面に撮像面が配置された撮像部と、前記検査光束照射光学系および前記反射像取得光学系の少なくともいずれかの光学倍率を前記検査光束または前記反射光束の光路ごとに変更する変倍機構と、該変倍機構による倍率変更情報を取得し該倍率変更情報に基づいて、前記撮像部で取得された前記各反射像の回転軌跡から前記複数の被検面の偏心量を算出する演算処理部とを備える構成とする。   In order to solve the above-described problem, in the invention described in claim 1, the light source and a rotation holding unit that rotatably holds a test lens having a plurality of test surfaces are provided. Eccentricity of irradiating the rotated test lens with the inspection light beam generated by the light source, obtaining a rotation trajectory of a reflected image of the reflected light beam of the inspection light beam, and measuring the eccentricity of the plurality of test surfaces A measuring apparatus, an inspection light beam branching portion for branching an optical path of the inspection light beam from the light source into a plurality of optical paths, and a direction along the optical axis on each of the plurality of optical paths branched by the inspection light beam branching portion. A plurality of movable lenses provided so as to be movable, an inspection light beam combining unit that combines the optical paths of the inspection light beams respectively transmitted through the plurality of moving lenses so as to travel on the same optical axis, and the inspection light beam synthesis Each inspection light synthesized by the unit And an inspection light beam irradiation optical system having a fixed lens that condenses toward the test lens held by the rotation holding unit, and a plurality of optical paths of the reflected light beams on the plurality of test surfaces A reflected light beam branching unit that branches, and a reflected image acquisition optical system that forms a reflected image by the reflected light beam of each of the plurality of test surfaces branched by the reflected light beam branching unit on a common image plane, and An imaging unit in which an imaging surface is disposed on the common image plane in the reflected image acquisition optical system, and an optical magnification of at least one of the inspection light beam irradiation optical system and the reflected image acquisition optical system is set to the inspection light beam or the reflection A magnification change mechanism that changes for each optical path of the light beam, and magnification change information obtained by the magnification change mechanism. Based on the magnification change information, the plurality of objects to be covered are obtained from the rotation trajectory of each reflected image obtained by the imaging unit. Calculate the eccentricity of the surface inspection Configured to include an arithmetic processing unit for.

請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の偏心測定装置において、前記反射像取得光学系は、倍率変更可能な結像光学系を備え、前記変倍機構は、前記結像光学系の光学倍率を変更し、変更された光学倍率の情報を前記倍率変更情報として、前記演算処理部に送出する結像倍率変更機構からなる構成とする。   According to a second aspect of the present invention, in the eccentricity measuring apparatus according to the first aspect, the reflected image acquisition optical system includes an imaging optical system capable of changing a magnification, and the zooming mechanism includes the imaging optical system. The optical magnification is changed, and the changed optical magnification information is used as the magnification change information, and the imaging magnification changing mechanism is sent to the arithmetic processing unit.

請求項3に記載の発明では、請求項1に記載の偏心測定装置において、前記反射像取得光学系は、焦点位置調整可能に設けられた結像光学系を備え、前記変倍機構は、前記検査光束照射光学系の前記各移動レンズを光軸に沿う方向に移動させて前記固定レンズを透過した各検査光束の集光位置を、前記複数の被検面の光学的な各球心位置から前記光軸に沿う方向にずらし、前記各集光位置のずらし量の情報を前記倍率変更情報として、前記演算処理部に送出する集光位置調整機構からなる構成とする。   According to a third aspect of the present invention, in the eccentricity measuring apparatus according to the first aspect, the reflected image acquisition optical system includes an imaging optical system provided so that a focal position can be adjusted, The converging position of each inspection light beam transmitted through the fixed lens by moving each moving lens of the inspection light beam irradiation optical system in the direction along the optical axis is determined from the optical ball center positions of the plurality of test surfaces. The light source is shifted in a direction along the optical axis, and a condensing position adjusting mechanism that sends information on the shift amount of each condensing position as the magnification change information to the arithmetic processing unit.

請求項4に記載の発明では、請求項1〜3のいずれかに記載の偏心測定装置において、前記被検レンズの光学データから、前記検査光束を前記複数の被検面の光学的な各球心位置に向けて集光した場合の前記各反射像の回転軌跡の回転半径を算出し、これらの回転半径を予め決められた一定範囲内の大きさに変更する、前記検査光束照射光学系および前記反射像取得光学系の少なくともいずれかの光学倍率をそれぞれ算出し、該光学倍率に応じて、前記変倍機構の変倍動作を制御する変倍機構制御部を備える構成とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the decentration measuring apparatus according to any one of the first to third aspects, the inspection light flux is optically reflected on the plurality of test surfaces from the optical data of the test lens. Calculating the rotation radius of the rotation trajectory of each reflected image when condensed toward the center position, and changing the rotation radius to a size within a predetermined range, and It is configured to include a zooming mechanism control unit that calculates at least one optical magnification of the reflected image acquisition optical system and controls the zooming operation of the zooming mechanism according to the optical magnification.

本発明の偏心測定装置によれば、変倍機構によって被検面での各反射像の回転軌跡の回転半径をそれぞれ変倍することができるので、複数の被検面を同時並行的に測定する場合に、偏心量の検出感度を各被検面ごとに個別に変えることができるという効果を奏する。   According to the eccentricity measuring apparatus of the present invention, the rotation radius of the rotation trajectory of each reflected image on the test surface can be changed by the zoom mechanism, so that a plurality of test surfaces are measured simultaneously. In this case, there is an effect that the detection sensitivity of the amount of eccentricity can be individually changed for each test surface.

本発明の第1の実施形態に係る偏心測定装置の模式的な概略構成図である。It is a typical schematic block diagram of the eccentricity measuring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る偏心測定装置の制御ユニットの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control unit of the eccentricity measuring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の変形例に係る偏心測定装置の模式的な概略構成図である。It is a typical schematic block diagram of the eccentricity measuring apparatus which concerns on the modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る偏心測定装置の模式的な概略構成図である。It is a typical schematic block diagram of the eccentricity measuring apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る偏心測定装置の制御ユニットの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control unit of the eccentricity measuring apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る偏心測定装置の動作の模式的な原理説明図である。It is a typical principle explanatory view of operation of an eccentricity measuring device concerning a 2nd embodiment of the present invention.

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装置について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る偏心測定装置の模式的な概略構成図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係る偏心測定装置の制御ユニットの機能ブロック図である。
[First Embodiment]
An eccentricity measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an eccentricity measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a functional block diagram of the control unit of the eccentricity measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention.

本実施形態の偏心測定装置50は、図1に示すように、複数の被検面を備えた光学素子である被検レンズ1などの光学素子の反射偏心測定を行うものである。
被検レンズ1の被検面の枚数や形状は、特に限定されないが、以下では、一例として、レンズ1A、1Bとが貼り合わされて、凸面からなる被検面1a、凹面からなる被検面1b、および平面からなる被検面1cがこの順に設けられ、略円筒状のレンズ枠2に、配置もしくは固定されている場合の例で説明する。
レンズ枠2の外周面には、レンズ枠2の中心軸の位置出しを行うための基準面2aが設けられている。また、レンズ枠2の被検面1cが配置された側の端面には、レンズ枠2の中心軸に沿う方向の位置決めを行う位置決め面2bが設けられている。レンズ枠2の内周面には、被検レンズ1をレンズ枠2の中心軸と同軸に取り付けるための不図示のレンズ取付部が設けられている。
被検レンズ1の被検面1a、1b、1cは、一般には、それぞれレンズ1A、1Bの製作誤差や貼り付け誤差、あるいはレンズ枠2に対する配置誤差などによって、レンズ枠2の中心軸に対して、ある程度偏心しており偏心量もそれぞれ異なる。
As shown in FIG. 1, the eccentricity measuring apparatus 50 of the present embodiment performs reflection eccentricity measurement of an optical element such as a test lens 1 that is an optical element having a plurality of test surfaces.
The number and shape of the test surfaces of the test lens 1 are not particularly limited, but in the following, as an example, the test surfaces 1a made of a convex surface and the test surface 1b made of a concave surface are bonded to the lenses 1A and 1B. An example in which the test surface 1c including a flat surface is provided in this order and is arranged or fixed to the substantially cylindrical lens frame 2 will be described.
A reference surface 2 a for positioning the central axis of the lens frame 2 is provided on the outer peripheral surface of the lens frame 2. A positioning surface 2b for positioning in the direction along the central axis of the lens frame 2 is provided on the end surface of the lens frame 2 on the side where the test surface 1c is disposed. On the inner peripheral surface of the lens frame 2, a lens mounting portion (not shown) for mounting the test lens 1 coaxially with the central axis of the lens frame 2 is provided.
The test surfaces 1a, 1b, and 1c of the test lens 1 are generally in relation to the central axis of the lens frame 2 due to manufacturing errors and pasting errors of the lenses 1A and 1B, or placement errors with respect to the lens frame 2, respectively. It is eccentric to some extent and the amount of eccentricity is also different.

偏心測定装置50の概略構成は、スピンドル3(回転保持部)、光源4、光路分岐部5(検査光束分岐部)、移動レンズ6A、6B、6C、ミラー8、ビームスプリッタ9B、9C、固定レンズ7、変倍部10A、10B、10C、チョッパー15、ビームスプリッタ12A、12B、ミラー11、カメラ13(撮像部)、および制御ユニット14Aを備える。
制御ユニット14Aには、偏心測定に必要な操作入力や偏心測定に用いる情報の入力を行うため、例えばキーボード、マウス等からなる操作部14bと、カメラ13によって取得された映像や偏心測定結果などを表示するモニタ14aとが電気的に接続されている。
The schematic configuration of the eccentricity measuring device 50 includes a spindle 3 (rotation holding unit), a light source 4, an optical path branching unit 5 (inspection beam branching unit), moving lenses 6A, 6B, 6C, a mirror 8, beam splitters 9B, 9C, and a fixed lens. 7, zoom units 10A, 10B, 10C, chopper 15, beam splitters 12A, 12B, mirror 11, camera 13 (imaging unit), and control unit 14A.
In order to input operation input necessary for the eccentricity measurement and information used for the eccentricity measurement to the control unit 14A, for example, an operation unit 14b composed of a keyboard, a mouse, etc., an image acquired by the camera 13, an eccentricity measurement result, etc. The monitor 14a to display is electrically connected.

スピンドル3は、レンズ枠2を位置決めして保持する保持台部3aを、一定の回転軸線O回りに回転させるものである。レンズ枠2は、位置決め面2bが保持台部3a上に密着され、レンズ枠2の径方向の位置は、例えば、適宜のチャック機構などを用いて、基準面2aから決まるレンズ枠2の中心軸が保持台部3aの回転軸線Oと一致するように保持されている。
本実施形態のスピンドル3は、制御ユニット14Aに電気的に接続され、制御ユニット14Aからの制御信号に基づいて、回転速度、回転量などの回転動作が制御されるようになっている。
The spindle 3 rotates the holding base portion 3a for positioning and holding the lens frame 2 around a certain rotation axis O. In the lens frame 2, the positioning surface 2b is in close contact with the holding base 3a, and the position of the lens frame 2 in the radial direction is determined by the central axis of the lens frame 2 determined from the reference surface 2a using, for example, an appropriate chuck mechanism. Is held so as to coincide with the rotation axis O of the holding table 3a.
The spindle 3 of the present embodiment is electrically connected to the control unit 14A, and the rotation operation such as the rotation speed and the rotation amount is controlled based on the control signal from the control unit 14A.

光源4は、偏心測定を行うため、被検レンズ1の被検面に照射する検査光束を発生するもので、本実施形態では発散光を発生するレーザーダイオードを採用している。光源4の発振波長は、例えば、適宜の可視波長域の波長を採用することができるが、後述するカメラ13で撮像可能な波長であれば、可視波長域に限定されるものではない。   The light source 4 generates an inspection light beam that irradiates the test surface of the test lens 1 in order to perform decentration measurement. In the present embodiment, a laser diode that generates divergent light is employed. As the oscillation wavelength of the light source 4, for example, a wavelength in an appropriate visible wavelength range can be adopted, but it is not limited to the visible wavelength range as long as it can be imaged by the camera 13 described later.

光路分岐部5は、光源4からの検査光束の光路を複数の光路に分岐するもので、本実施形態では、光源4の光軸上に、ビームスプリッタ5A、5B、5Cがこの順に配列されてなる。
ビームスプリッタ5Aは、光源4からの検査光束のうちの一部を検査光束Lとして側方(図1の左側)に反射させるとともに、検査光束のうちの他を透過させるビームスプリッタ面5aを備えている。
ビームスプリッタ5Bは、ビームスプリッタ5Aを透過した検査光束のうちの一部を検査光束Lとして、検査光束Lと略同方向に反射させるとともに、ビームスプリッタ5Aを透過した検査光束のうちの他を透過させるビームスプリッタ面5bを備えている。
ビームスプリッタ5Cは、ビームスプリッタ5Bを透過した検査光束のうちの一部を検査光束Lとして、検査光束Lと略同方向に反射させるとともに、ビームスプリッタ5Bを透過した検査光束のうちの他を透過させるビームスプリッタ面5cを備えている。
The optical path branching unit 5 branches the optical path of the inspection light beam from the light source 4 into a plurality of optical paths. In this embodiment, beam splitters 5A, 5B, and 5C are arranged in this order on the optical axis of the light source 4. Become.
Beam splitter 5A, the side as the inspection light beam L A part of the inspection light beam from the light source 4 causes reflected (left side in FIG. 1), provided with a beam splitter surface 5a for transmitting another of the inspection light beam ing.
Beam splitter. 5B, as the inspection light beam L B a part of the inspection light beam transmitted through the beam splitter 5A, with reflecting the inspection light beam L A substantially the same direction, the other of the inspection light beam transmitted through the beam splitter 5A Is provided with a beam splitter surface 5b.
Beam splitter 5C is a part of the inspection light beam transmitted through the beam splitter 5B as the inspection light beam L C, together with reflecting the inspection light beam L A substantially the same direction, the other of the inspection light beam transmitted through the beam splitter 5B Is provided with a beam splitter surface 5c.

移動レンズ6Aは、検査光束Lの光路上で、検査光束Lが進む光軸に沿う方向に移動可能に設けられた、全体として正の屈折力を有するレンズ群である。これにより、検査光束Lの光軸に沿う方向の集光位置を変化させることができるようになっている。
同様に、移動レンズ6B(6C)は、検査光束L(L)の光路上で、検査光束L(L)が進む光軸に沿う方向に移動可能に設けられた、全体として正の屈折力を有するレンズ群である。これにより、検査光束L(L)の光軸に沿う方向の集光位置を変化させることができるようになっている。
したがって、検査光束L、L、Lの集光位置は、移動レンズ6A、6B、6Cを個別に移動させることで、個別に変化させることができる。
Moving the lens 6A is a light path of the inspection light beam L A, it is movable in a direction along the optical axis traveling inspection light beam L A, a lens group having a positive refractive power as a whole. Accordingly, and it is capable of changing the direction of the focusing position along the optical axis of the inspection light beam L A.
Similarly, the movable lens 6B (6C) is an optical path of the inspection light beam L B (L C), is movable in a direction along the inspection light beam L B (L C) optical axis proceeds, positive as a whole This is a lens group having a refractive power of. Thereby, the condensing position in the direction along the optical axis of the inspection light beam L B (L C ) can be changed.
Therefore, the condensing position of the inspection light beam L A, L B, L C is movable lens 6A, 6B, and 6C by moving individually, can be changed individually.

なお、移動レンズ6A、6B、6Cは、検査光束L、L、Lの集光位置をそれぞれ変更できれば、各レンズ群の一部が移動可能に設けられた構成としてもよい。
また、移動レンズ6A、6B、6Cは、それぞれ単レンズからなる構成としてもよい。
The moving lens 6A, 6B, 6C, the inspection light beam L A, L B, if changes each condensing position of the L C, may be configured so that part of each lens group is movable.
Moreover, the moving lenses 6A, 6B, and 6C may be configured by single lenses.

ミラー8は、移動レンズ6Aによって集光された検査光束Lの光路上に配置され、検査光束Lの光軸を反射し、反射された光軸がスピンドル3の回転軸線Oと同軸となるようにするものである。
ビームスプリッタ9Bは、移動レンズ6Bによって集光された検査光束Lの光路上に配置され、検査光束Lの光軸を反射し、反射後の光軸がスピンドル3の回転軸線Oと同軸となるようにするとともに、ミラー8で反射された検査光束Lを透過させるビームスプリッタ面9bを備えるものである。
ビームスプリッタ9Cは、移動レンズ6Cによって集光された検査光束Lの光路上に配置され、検査光束Lの光軸を反射し、反射後の光軸がスピンドル3の回転軸線Oと同軸となるようにするとともに、ビームスプリッタ9Bを透過した検査光束Lおよびビームスプリッタ9Bで反射された検査光束Lを透過させるビームスプリッタ面9cを備えるものである。
Mirror 8 is disposed on the optical path of the light collected the inspection light beam L A by moving the lens 6A, reflects the optical axis of the inspection light beam L A, the reflected light axis is the rotational axis O and coaxial spindle 3 It is what you want to do.
Beam splitter 9B is disposed on the optical path of the inspection light beam L B condensed by the moving lens 6B, reflects the optical axis of the inspection light beam L B, the rotational axis O and coaxial optical axis after reflection spindle 3 so as thereby to, those comprising a beam splitter surface 9b which transmits the inspection light beam L a reflected by the mirror 8.
Beam splitter 9C is disposed on the optical path of the inspection light beam L C condensed by the moving lens 6C, it reflects the optical axis of the inspection light beam L C, the rotational axis O and coaxial optical axis after reflection spindle 3 so as thereby to, those comprising a beam splitter surface 9c which transmits the inspection light beam L B reflected by the inspection light beam L a and the beam splitter 9B transmitted through the beam splitter 9B.

このように、ミラー8、ビームスプリッタ9B、9Cは、複数の移動レンズ6A、6B、6Cをそれぞれ透過した検査光束L、L、Lの光路を、同一の光軸上を進むように合成する検査光束合成部を構成している。 As described above, the mirror 8 and the beam splitters 9B and 9C travel along the same optical axis through the optical paths of the inspection light beams L A , L B and L C transmitted through the plurality of moving lenses 6A, 6B and 6C, respectively. An inspection beam combining unit to be combined is configured.

固定レンズ7は、レンズ光軸がミラー8、ビームスプリッタ9B、9Cによって合成された検査光束L、L、Lの光軸と同軸に合わせて配置され、スピンドル3にレンズ枠2を介して保持された被検レンズ1に向けて集光する単レンズまたはレンズ群である。 The fixed lens 7 is arranged so that the optical axis of the lens is coaxial with the optical axes of the inspection light beams L A , L B , and L C synthesized by the mirror 8 and the beam splitters 9B and 9C. It is a single lens or a lens group that collects light toward the test lens 1 held in this manner.

以上に説明した移動レンズ6A、6B、6C、ミラー8、ビームスプリッタ9B、9C、および固定レンズ7は、検査光束照射光学系を構成している。
また、本実施形態のミラー8、およびビームスプリッタ9B、9Cは、被検レンズ1の被検面1a、1b、1cでのそれぞれの反射光束L、L、Lが、固定レンズ7によって集光されると、それぞれの一部が、検査光束L、L、Lの光路を逆方向に進んで、それぞれ移動レンズ6A、6B、6Cに入射するため、複数の被検面での各反射光束の光路を複数の光路に分岐する反射光束分岐部を構成している。
The moving lenses 6A, 6B, 6C, the mirror 8, the beam splitters 9B, 9C, and the fixed lens 7 described above constitute an inspection light beam irradiation optical system.
Further, the mirror 8 and the beam splitters 9B and 9C of the present embodiment allow the reflected light beams L a , L b , and L c on the test surfaces 1a, 1b, and 1c of the test lens 1 by the fixed lens 7, respectively. Once condensed, the respective part, the inspection light beam L a, L B, proceed the optical path of L C in opposite directions, each movable lens 6A, 6B, for entering the 6C, a plurality of the test surface The reflected light beam branching portion for branching the optical path of each reflected light beam into a plurality of optical paths is configured.

変倍部10Aは、移動レンズ6Aに入射して、ビームスプリッタ5Aを透過した反射光束Lによる被検面1aの反射像を一定の像面に結像させるものである。本実施形態では、一例として、光学倍率の異なる結像レンズA、Aが、それぞれを光軸に直交する方向に移動可能に保持する切替手段10aに保持されてなる。
変倍部10Aの切替手段10aは、結像レンズA、Aのいずれかを、ビームスプリッタ5Aを挟んで移動レンズ6Aと対向する位置で、移動レンズ6Aの光軸と同軸となる位置(以下、進出位置と称する)に選択的に切り替えて配置できるようになっている。
切替手段10aの具体的構成は、例えば、ターレット機構やスライド機構などの切替移動機構を採用することができる。
本実施形態の切替手段10aは、制御ユニット14Aと電気的に接続され、制御ユニット14Aからの制御信号に基づいて、切替手段10aに保持された結像レンズのいずれかを進出位置に移動させる切替動作を行うとともに、進出位置に移動されている結像レンズの光学倍率によって変更された反射像の倍率変更情報を制御ユニット14Aに送出できるようになっている。
The zoom unit 10A is configured to form a reflection image of the test surface 1a by the reflected light beam La incident on the moving lens 6A and transmitted through the beam splitter 5A on a fixed image plane. In the present embodiment, as an example, the imaging lenses A 1 and A 2 having different optical magnifications are held by the switching unit 10 a that holds each of them in a direction perpendicular to the optical axis.
The switching means 10a of the zooming unit 10A has either one of the imaging lenses A 1 and A 2 facing the moving lens 6A across the beam splitter 5A and a position that is coaxial with the optical axis of the moving lens 6A ( Hereinafter, it can be selectively switched to the advancing position).
As a specific configuration of the switching unit 10a, for example, a switching movement mechanism such as a turret mechanism or a slide mechanism can be employed.
The switching unit 10a of the present embodiment is electrically connected to the control unit 14A, and switches to move any of the imaging lenses held by the switching unit 10a to the advanced position based on a control signal from the control unit 14A. In addition to performing the operation, the magnification change information of the reflected image changed by the optical magnification of the imaging lens moved to the advance position can be sent to the control unit 14A.

また、変倍部10B(10C)は、移動レンズ6B(6C)に入射して、ビームスプリッタ5B(5C)を透過した反射光束L(L)による被検面1b(1c)の反射像を変倍部10Aと共通の像面に結像させるものである。
変倍部10B(10C)の構成は、それぞれ、互いに光学倍率が異なる結像レンズB、B(C、C)および切替手段10aからなる。
変倍部10B(10C)の配置位置は、結像レンズB、B(C、C)のいずれかを、ビームスプリッタ5B(5C)を挟んで移動レンズ6B(6C)と対向する位置で、移動レンズ6B(6C)の光軸と同軸となる進出位置に選択的に切り替えて配置できるようになっている。
Further, the zoom unit 10B (10C) is reflected by the reflected light beam L b (L c ) incident on the moving lens 6B (6C) and transmitted through the beam splitter 5B (5C). Is formed on an image plane common to the zoom unit 10A.
The configuration of the zooming unit 10B (10C) includes imaging lenses B 1 and B 2 (C 1 and C 2 ) and switching means 10a having different optical magnifications.
The arrangement position of the zoom unit 10B (10C) is such that one of the imaging lenses B 1 and B 2 (C 1 and C 2 ) faces the moving lens 6B (6C) with the beam splitter 5B (5C) interposed therebetween. The position can be selectively switched to the advance position that is coaxial with the optical axis of the moving lens 6B (6C).

なお、変倍部10A、10B、10Cが、それぞれ、2つの結像レンズを備えるとしたのは、一例であって、3つ以上の結像レンズを備えていてもよい。   Note that the variable magnification units 10A, 10B, and 10C each include two imaging lenses, which is an example, and may include three or more imaging lenses.

チョッパー15は、変倍部10A、10B、10Cを透過して、共通の像面に向けて集光される反射光束L、L、Lのいずれか1つが共通の像面に導かれるように、互いに透過と遮光とのタイミングを切り替えるものである。例えば、反射光束L、L、Lの透過および遮光を行う回転シャッターなどの機構を採用することができる。
チョッパー15は、複数の透過開口を有する1つの機構で構成されていてもよいが、以下では、反射光束L、L、Lの各光路上にそれぞれ独立に設けられ、制御ユニット14Aの制御信号によって透過および遮光のタイミングがずらされる場合の例で説明する。
The chopper 15 guides any one of the reflected light beams L a , L b , and L c that pass through the variable magnification units 10A, 10B, and 10C and is collected toward the common image plane to the common image plane. As described above, the timings of transmission and light shielding are switched with each other. For example, a mechanism such as a rotary shutter that transmits and blocks the reflected light beams L a , L b , and L c can be employed.
The chopper 15 may be configured by a single mechanism having a plurality of transmission openings. However, in the following description, the chopper 15 is provided independently on each optical path of the reflected light beams L a , L b , and L c . An example in which the transmission and light shielding timings are shifted by the control signal will be described.

ビームスプリッタ12Aは、変倍部10Aによって集光され、チョッパー15を透過した反射光束Lの光路上に配置され、反射光束Lを反射して、反射光束Lの一部を一定の像面に導くビームスプリッタ面12aを備えるものである。
ビームスプリッタ12Bは、変倍部10Bによって集光され、チョッパー15を透過した反射光束Lの光路上に配置され、反射光束Lの一部をビームスプリッタ12Aを介して一定の像面に導くビームスプリッタ面12bを備えるものである。
ミラー11は、変倍部10Cによって集光され、チョッパー15を透過した反射光束Lの光路上に配置され、反射光束Lの一部をビームスプリッタ12A、12Bを介して一定の像面に導くものである。
本実施形態のビームスプリッタ面12a、12b、ミラー11の位置関係は、それぞれ、変倍部10A、10B、10Cによって、移動レンズ6A、6B、6Cの光軸上に配置された結像レンズの光軸が反射された後、同軸となるように配置されている。
Beam splitter 12A is condensed by the scaling unit 10A, it is disposed on the optical path of the reflected light beam L a that passes through the chopper 15, and reflects the reflected light beam L a, part a fixed image of the reflected light beam L a A beam splitter surface 12a leading to the surface is provided.
Beam splitter 12B is condensed by the scaling unit 10B, it is disposed on the optical path of the reflected light beam L b transmitted through the chopper 15, leading to certain image plane through the beam splitter 12A and a portion of the reflected light beam L b A beam splitter surface 12b is provided.
Mirror 11 is condensed by the scaling unit 10C, is disposed on the optical path of the reflected light beam L c transmitted through the chopper 15, a portion of the reflected light beam L c beam splitter 12A, 12B to a certain image plane through the It is a guide.
The positional relationship between the beam splitter surfaces 12a and 12b and the mirror 11 according to the present embodiment is such that the light of the imaging lens arranged on the optical axis of the moving lenses 6A, 6B, and 6C by the zooming units 10A, 10B, and 10C, respectively. After the shaft is reflected, it is arranged to be coaxial.

このような構成により、変倍部10A、10B、10C、ビームスプリッタ12A、12B、およびミラー11は、反射光束分岐部によって光路分岐された複数の被検面ごとの反射光束による反射像を、共通の像面上にそれぞれ結像させる反射像取得光学系を構成している。   With such a configuration, the zooming units 10A, 10B, 10C, the beam splitters 12A, 12B, and the mirror 11 share a reflected image by the reflected light beam for each of the plurality of test surfaces branched by the reflected light beam branching unit. The reflected image acquisition optical system for forming an image on each image plane is configured.

カメラ13は、ビームスプリッタ面12a、12b、ミラー11でそれぞれ反射された反射光束L、L、Lの共通の像面に配置された撮像面を有し、これらの反射光束による反射像を撮像するものである。
カメラ13は、制御ユニット14Aに電気的に接続され、撮像した映像信号を制御ユニット14Aに送出できるようになっている。
The camera 13 has an imaging surface arranged on a common image plane of the reflected light beams L a , L b , and L c reflected by the beam splitter surfaces 12 a and 12 b and the mirror 11, and a reflected image by these reflected light beams. Is taken.
The camera 13 is electrically connected to the control unit 14A, and can send a captured video signal to the control unit 14A.

制御ユニット14Aの機能ブロック構成は、図2に示すように、信号変換部30、記憶部31、測定制御部33、演算処理部32、および表示制御部34からなる。   The functional block configuration of the control unit 14A includes a signal conversion unit 30, a storage unit 31, a measurement control unit 33, an arithmetic processing unit 32, and a display control unit 34, as shown in FIG.

信号変換部30は、カメラ13から送出される映像信号を輝度データに変換し、適宜タイミングの画像フレームごとに2次元の画像データとして記憶部31に記憶するとともに、表示制御部34に送出するものである。   The signal conversion unit 30 converts the video signal transmitted from the camera 13 into luminance data, stores it in the storage unit 31 as two-dimensional image data for each image frame at an appropriate timing, and transmits it to the display control unit 34 It is.

記憶部31は、信号変換部30から送出された2次元の画像データを記憶するとともに、操作部14b等によって入力された偏心測定に用いる情報を記憶するものである。   The storage unit 31 stores the two-dimensional image data sent from the signal conversion unit 30, and stores information used for the eccentricity measurement input by the operation unit 14b or the like.

測定制御部33は、操作部14b、スピンドル3、各チョッパー15、および各切替手段10aに電気的に接続され、操作部14bから入力された操作入力に基づいて偏心測定装置50の偏心測定動作を制御するものである。
また、測定制御部33は、操作部14bから入力され、記憶部31に記憶された被検レンズ1の光学データに基づいて、進出位置に移動する結像レンズを選択し、それらの結像レンズが進出位置に移動するように変倍部10A、10B、10Cの各切替手段10aを駆動する。各切替手段10aからは、進出位置に移動された結像レンズの情報あるいは進出位置に移動された結像レンズの倍率の情報を、倍率変更情報として測定制御部33に送出し、測定制御部33は、これらの倍率変更情報を演算処理部32に送出できるようになっている。以下では、倍率変更情報は進出位置に移動された結像レンズを特定する情報であるとして説明する。
The measurement control unit 33 is electrically connected to the operation unit 14b, the spindle 3, each chopper 15, and each switching unit 10a, and performs an eccentricity measurement operation of the eccentricity measurement device 50 based on an operation input input from the operation unit 14b. It is something to control.
In addition, the measurement control unit 33 selects the imaging lens that moves to the advance position based on the optical data of the lens 1 to be tested, which is input from the operation unit 14b and stored in the storage unit 31, and these imaging lenses. Each of the switching means 10a of the variable magnification units 10A, 10B, and 10C is driven so that moves to the advanced position. Information about the imaging lens moved to the advanced position or information about the magnification of the imaging lens moved to the advanced position is sent from each switching means 10a to the measurement control unit 33 as magnification change information. The magnification change information can be sent to the arithmetic processing unit 32. In the following description, it is assumed that the magnification change information is information for specifying the imaging lens moved to the advance position.

演算処理部32は、測定制御部33から送出された変倍部10A、10B、10Cによる倍率変更情報を取得し、この倍率変更情報に基づいて、カメラ13で取得された反射光束L、L、Lによる各反射像の回転軌跡から被検面1a、1b、1cの偏心量を算出するものである。 Processing unit 32, scaling unit 10A sent from the measurement control unit 33, 10B, and obtains the magnification change information by 10C, based on the scaling information, the reflected light beam L a obtained by the camera 13, L b, and calculates L c test surface 1a from rotating loci of the reflected image due to, 1b, the eccentricity of 1c.

このような構成において、変倍部10A、10B、10Cは、反射像取得光学系の光学倍率を反射光束の光路ごとに変更する変倍機構を構成している。
また、変倍部10A、10B、10Cは、反射像取得光学系が倍率変更可能な結像光学系を備え、結像光学系の光学倍率を変更し、変更された光学倍率の情報を倍率変更情報として、演算処理部に送出する結像倍率変更機構からなる場合の例となっている。
In such a configuration, the zoom units 10A, 10B, and 10C constitute a zoom mechanism that changes the optical magnification of the reflected image acquisition optical system for each optical path of the reflected light beam.
The variable magnification units 10A, 10B, and 10C include an imaging optical system in which the reflected image acquisition optical system can change the magnification, change the optical magnification of the imaging optical system, and change the information of the changed optical magnification. The information is an example in the case of an imaging magnification changing mechanism that is sent to the arithmetic processing unit.

表示制御部34は、信号変換部30から送出される画像データを、例えば、NTSC信号などに変換しモニタ14aに送出して、モニタ14aにカメラ13が取得した反射像およびその回転軌跡を表示したり、演算処理部32によって算出される各被検面の偏心量をモニタ14aに表示させたりするものである。   The display control unit 34 converts the image data sent from the signal conversion unit 30 into, for example, an NTSC signal and sends it to the monitor 14a, and displays the reflection image acquired by the camera 13 and its rotation locus on the monitor 14a. Or the amount of eccentricity of each test surface calculated by the arithmetic processing unit 32 is displayed on the monitor 14a.

制御ユニット14Aの装置構成は、上記各機能を専用のハードウェアを用いて実現してもよいが、本実施形態では、CPU、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などからなるコンピュータで構成され、このコンピュータにより適宜の制御プログラム、演算プログラムを実行することでこれらの機能を実現している。   The device configuration of the control unit 14A may be realized by using the dedicated hardware for each function described above, but in this embodiment, the control unit 14A is configured by a computer including a CPU, a memory, an input / output interface, an external storage device, and the like. These functions are realized by executing appropriate control programs and arithmetic programs by this computer.

次に、偏心測定装置50の動作について説明する。
まず、偏心測定装置50における光路について簡単に説明する。
光源4で発生された発散光束は、ビームスプリッタ5A、5B、5Cを順次透過して進む。そして、ビームスプリッタ5Aのビームスプリッタ面5aで反射された光束が検査光束Lとして移動レンズ6Aに入射し、ビームスプリッタ5Aを透過してビームスプリッタ5Bのビームスプリッタ面5bで反射された光束が検査光束Lとして移動レンズ6Bに入射し、ビームスプリッタ5A、5Bを透過してビームスプリッタ5Cのビームスプリッタ面5cで反射された光束が検査光束Lとして移動レンズ6Cに入射する。
移動レンズ6A、6B、6Cの位置は、固定レンズ7を介した検査光束L、L、Lの集光位置が、光軸に沿う方向においてそれぞれ被検面1a、1b、1cの光学的な球心位置となる位置に設定される。
Next, the operation of the eccentricity measuring device 50 will be described.
First, the optical path in the eccentricity measuring apparatus 50 will be briefly described.
The divergent light beam generated by the light source 4 travels through the beam splitters 5A, 5B, and 5C sequentially. The light beam reflected by the beam splitter surface 5a of the beam splitter 5A is incident on the movable lens 6A as the inspection light beam L A, the light beam reflected by the beam splitter surface 5b of the beam splitter 5B passes through the beam splitter 5A inspection enters the moving lens 6B as a light flux L B, a beam splitter 5A, the light beam reflected is transmitted through 5B in the beam splitter surface 5c of the beam splitter 5C enters the moving lens 6C as the inspection light beam L C.
The positions of the moving lenses 6A, 6B, and 6C are such that the converging positions of the inspection light beams L A , L B , and L C through the fixed lens 7 are optical on the test surfaces 1a, 1b, and 1c in the direction along the optical axis, respectively. It is set to a position that is a typical ball center position.

ここで、「光学的な球心位置」とは、被検面1aのように検査光束の入射側の最外面にある被検面はその球心位置を表し、被検面1b、1cのように検査光束の入射側に空気以外の光学媒質および屈折面がある場合には、これらを介して入射方向から見た見かけ上の球心位置を表すものとする。
このような移動レンズ6A、6B、6Cの配置位置は、ミラー8、ビームスプリッタ9B、9C、固定レンズ7、被検レンズ1の各光学面の曲率半径、屈折率、面間距離などの光学データに基づいて予め算出しておく。
Here, the “optical ball center position” indicates the position of the ball center on the outermost surface on the incident side of the inspection light beam such as the test surface 1a, and the test surfaces 1b and 1c. When there is an optical medium other than air and a refracting surface on the incident side of the inspection light beam, the apparent spherical center position viewed from the incident direction via these is represented.
The arrangement positions of the moving lenses 6A, 6B, 6C are optical data such as the radius of curvature, refractive index, and inter-surface distance of each optical surface of the mirror 8, the beam splitters 9B, 9C, the fixed lens 7, and the test lens 1. Is calculated in advance based on the above.

移動レンズ6A、6B、6Cを透過した検査光束L、L、Lは、ミラー8、およびビームスプリッタ9B、9Cで構成される検査光束合成部によって、スピンドル3の回転軸線O上に合成されて、固定レンズ7を軸上光束として透過し、固定レンズ7によってそれぞれ被検面1a、1b、1cの光学的な各球心位置に向かって集光される。
このため、検査光束L、L、Lの各光線は、被検面1a、1b、1cに偏心がなければ、それぞれ被検面1a、1b、1cに垂直入射する光線(入射角が0°)となるため、それぞれの反射光束L、L、Lは光路を逆進する。被検面に偏心がある場合には、偏心量に応じて入射方向とわずかに異なる方向に反射されて、固定レンズ7で集光され、検査光束合成部を入射方向と逆方向に進んでいく。
The inspection light beams L A , L B , and L C that have passed through the moving lenses 6A, 6B, and 6C are combined on the rotation axis O of the spindle 3 by the inspection light beam combining unit including the mirror 8 and the beam splitters 9B and 9C. Then, the light passes through the fixed lens 7 as an axial light beam, and is collected by the fixed lens 7 toward the optical spherical positions of the test surfaces 1a, 1b, and 1c, respectively.
Therefore, inspection light beam L A, L B, each ray of L C is the test surface 1a, 1b, if there is eccentricity 1c, respectively test surface 1a, 1b, light (incident angle to normal incidence 1c is Therefore, each reflected light beam L a , L b , L c travels backward in the optical path. When the surface to be inspected is decentered, it is reflected in a direction slightly different from the incident direction according to the amount of decentering, is collected by the fixed lens 7, and proceeds through the inspection light beam combining unit in the direction opposite to the incident direction. .

反射光束L、L、Lは、その一部が、それぞれミラー8、ビームスプリッタ面9b、9cで反射され、移動レンズ6A、6B、6Cに入射して集光され、さらに、それらの一部がそれぞれビームスプリッタ5A、5B、5Cを透過して、被検面1a、1b、1cの光学的な各球心位置と共役な像面に実像が形成される。すなわち、それぞれスポット状の反射像F、F、Fが形成される。
この状態で、操作部14bから操作入力を行って、測定制御部33を介してスピンドル3を回転させると、被検面1a、1b、1cの偏心量に応じて、これら反射像F、F、Fが、回転軸線Oと同軸に設けられた固定レンズ7および移動レンズ6A、6B、6Cの光軸に対して回転することになる。
Part of the reflected light beams L a , L b , and L c are reflected by the mirror 8 and the beam splitter surfaces 9b and 9c, respectively, are incident on the moving lenses 6A, 6B, and 6C, and are collected. A part of the light passes through the beam splitters 5A, 5B, and 5C, and a real image is formed on an image plane that is conjugate with the optical spherical positions of the test surfaces 1a, 1b, and 1c. That is, the spot-like reflected image F A, respectively, F B, F C is formed.
In this state, when an operation input is performed from the operation unit 14b and the spindle 3 is rotated via the measurement control unit 33, the reflected images F A , F according to the amount of eccentricity of the test surfaces 1a, 1b, 1c. B 1 and F 2 C rotate with respect to the optical axes of the fixed lens 7 and the moving lenses 6A, 6B, and 6C provided coaxially with the rotation axis O.

像形成後の反射光束L、L、Lは、それぞれ切替手段10aによって光軸上にそれぞれ配置された結像レンズ、図1の例では結像レンズA、B、Cを透過し、ビームスプリッタ12A、12B、ミラー11によって、それぞれの一部が反射されて、カメラ13の撮像面上に像を結ぶ。
その際、チョッパー15は、測定制御部33によってタイミング制御され、カメラ13の撮像面には、反射光束L、L、Lのうちのいずれかの像が交替で到達し、それぞれスポット像S、S、Sを形成する。
The reflected luminous fluxes L a , L b , and L c after the image formation are formed by the imaging lenses A 1 , B 1 , and C 1 in the example of FIG. The light is transmitted, and part of each is reflected by the beam splitters 12 </ b> A and 12 </ b> B and the mirror 11 to form an image on the imaging surface of the camera 13.
At that time, the timing of the chopper 15 is controlled by the measurement control unit 33, and any one of the reflected light beams L a , L b , and L c reaches the imaging surface of the camera 13 alternately, and each spot image S a , S b and S c are formed.

次に、偏心測定装置50における偏心測定について説明する。
制御ユニット14Aは、スピンドル3を回転させつつ、カメラ13による撮像を行う。これにより、検査光束照射光学系によって被検レンズ1に照射された光束による反射像F、F、Fが、反射像取得光学系によって形成され、スピンドル3の回転中、被検面1a、1b、1cの偏心量の大きさに応じて、例えば、光軸回りに回転半径r、r、rの円軌跡を描いて回転する。
変倍部10A、10B、10Cの光学倍率をそれぞれM、M、Mとすると、結像レンズA、B、Cが進出位置にある場合、M=MA1、M=MB1、M=MC1である。これにより、反射像F、F、Fの回転半径r、r、rは、それぞれM、M、M倍の回転半径に変換される。このため、カメラ13の撮像面上には、円を描いて回転するスポット像S、S、Sが形成される。
Next, the eccentricity measurement in the eccentricity measuring device 50 will be described.
The control unit 14 </ b> A performs imaging by the camera 13 while rotating the spindle 3. Thus, the reflected image F A by the light beam irradiated onto the test lens 1 by the inspection light beam irradiation optical system, F B, F C is formed by the reflected image acquisition optical system, during the rotation of the spindle 3, the test surface 1a Depending on the amount of eccentricity of 1b and 1c, for example, a circular locus of rotation radii r A , r B and r C is drawn around the optical axis and rotated.
Assuming that the optical magnifications of the zooming units 10A, 10B, and 10C are M A , M B , and M C , respectively, when the imaging lenses A 1 , B 1 , and C 1 are at the advanced positions, M A = M A1 and M B = M B1 and M C = M C1 . Thus, the reflected image F A, F B, F C rotation radius r A of, r B, r C, respectively M A, M B, is converted to the rotation radius of the M C times. For this reason, spot images S a , S b , and S c that rotate in a circle are formed on the imaging surface of the camera 13.

これらのスポット像S、S、Sは、チョッパー15によって、一定のタイミングで順次交替に撮像されるので、カメラ13から信号変換部30によって取得された画像データを、適宜並べ替えることで、スポット像S、S、Sごとの、回転軌跡を容易に取得することができる。このため、スポット像S、S、Sの回転軌跡に重なりが生じても、複雑な画像処理などを行うことなく、容易に軌跡が分離されるので、それぞれの回転半径が容易かつ正確に算出される。
スポット像S、S、Sは、制御ユニット14Aの信号変換部30、表示制御部34を通して、モニタ14a上に表示される(図1参照)。
Since these spot images S a , S b , and S c are alternately picked up at a certain timing by the chopper 15, the image data acquired by the signal conversion unit 30 from the camera 13 can be rearranged appropriately. The rotation trajectory for each of the spot images S a , S b and S c can be easily obtained. Therefore, the spot image S a, S b, even if overlap the rotation trajectory of the S c, without performing such complicated image processing, so readily trajectory is separated, easily and accurately, each of the rotational radius Is calculated.
The spot images S a , S b , and S c are displayed on the monitor 14a through the signal conversion unit 30 and the display control unit 34 of the control unit 14A (see FIG. 1).

演算処理部32は、スポット像S、S、Sの回転軌跡を画像処理によって取得し、例えば円フィッティング等の演算処理を行って、スポット像S、S、Sの回転半径R、R、Rを算出する。なお、図1に示す例では、スポット像S、S、Sの回転軌跡の中心O、O、Oは近接しているため、互いに重なるように描かれているが、演算処理で算出される各中心位置が一致することを意味するわけではない。
そして、演算処理部32は、次式(1)〜(3)によって、反射像F、F、Fの回転半径r、r、rを算出する。
The arithmetic processing unit 32 acquires rotation trajectories of the spot images S a , S b , and S c by image processing, performs arithmetic processing such as circle fitting, for example, and performs rotation radii of the spot images S a , S b , and S c . R A , R B and R C are calculated. In the example shown in FIG. 1, the spot image S a, S b, the center O a rotational locus of S c, O b, since the O c are close, is depicted so as to overlap each other, operation It does not mean that the respective center positions calculated in the process match.
Then, the arithmetic processing unit 32 calculates the rotation radii r A , r B , and r C of the reflected images F A , F B , and F C according to the following formulas (1) to (3).

=R/M ・・・(1)
=R/M ・・・(2)
=R/M ・・・(3)
r A = R A / M A (1)
r B = R B / M B (2)
r C = R C / M C (3)

ここで、演算処理部32は、変倍部10A、10B、10Cからの倍率変更情報によって進出位置にそれぞれ結像レンズA、B、Cが配置されていることを特定し、記憶部31に記憶された結像レンズA、B、Cの光学倍率の情報から、上記式(1)〜(3)において、M=MA1、M=MB1、M=MC1を代入した計算を行う。 Here, the arithmetic processing unit 32 specifies that the imaging lenses A 1 , B 1 , and C 1 are arranged at the advance positions based on the magnification change information from the magnification units 10A, 10B, and 10C, and the storage unit In the above formulas (1) to (3), M A = M A1 , M B = M B1 , M C = M from the information of the optical magnifications of the imaging lenses A 1 , B 1 and C 1 stored in 31. Calculation with C1 substituted.

次に、演算処理部32は、上記式(1)から算出された回転半径rを、反射光束Lが透過した固定レンズ7および移動レンズ6Aを含む光学系の光路長、および光学倍率から被検面1aの偏心量εを算出する。
また、演算処理部32は、上記式(2)から算出された回転半径rを、反射光束Lが透過した固定レンズ7および移動レンズ6Bを含む光学系の光路長、および光学倍率から被検面1bの見かけ上の偏心量ε’を算出する。そして、見かけ上の偏心量ε’、偏心量ε、および被検レンズ1の光学データから、被検面1bの偏心量εを算出する。
また、演算処理部32は、上記式(3)から算出された回転半径rを、反射光束Lが透過した固定レンズ7および移動レンズ6Cを含む光学系の光路長、および光学倍率から被検面1cの見かけ上の偏心量ε’を算出する。そして、見かけ上の偏心量ε’、偏心量ε、ε、および被検レンズ1の光学データから、被検面1cの偏心量εを算出する。
演算処理部32は、このようにして算出された偏心量ε、ε、εの数値データを表示制御部34に送出し、表示制御部34を介して、モニタ14aに表示させる。
これにより、被検面1a、1b、1cに関する偏心量の測定が終了する。
このようにして、偏心測定装置50によれば、隣接する3面の被検面を有する被検レンズ1の被検面ごとの偏心量を同時並行的に測定することができる。
Next, the arithmetic processing unit 32, a rotational radius r A calculated from the equation (1), the optical path length of the optical system including a fixed lens 7 and the movable lens 6A reflected light beam L a is transmitted, and the optical magnification The amount of eccentricity ε A of the test surface 1a is calculated.
Further, the arithmetic processing unit 32 calculates the rotation radius r B calculated from the above equation (2) from the optical path length of the optical system including the fixed lens 7 and the moving lens 6B through which the reflected light beam L b is transmitted, and the optical magnification. An apparent amount of eccentricity ε B ′ of the surface 1b is calculated. The eccentricity of the apparent epsilon B ', eccentricity epsilon A, and the optical data of subject lens 1, and calculates the eccentricity epsilon B of the test surface 1b.
Further, the arithmetic processing unit 32 calculates the rotation radius r C calculated from the above equation (3) from the optical path length of the optical system including the fixed lens 7 and the moving lens 6C through which the reflected light beam L c is transmitted, and the optical magnification. The apparent amount of eccentricity ε C ′ of the surface 1c is calculated. Then, the eccentric amount ε c of the test surface 1 c is calculated from the apparent eccentric amount ε C ′, the eccentric amounts ε A , ε B , and the optical data of the lens 1 to be tested.
The arithmetic processing unit 32 sends the numerical data of the eccentric amounts ε A , ε B , and ε c calculated in this way to the display control unit 34 and displays them on the monitor 14 a via the display control unit 34.
Thereby, the measurement of the eccentric amount regarding the test surfaces 1a, 1b, and 1c is completed.
Thus, according to the eccentricity measuring apparatus 50, the amount of eccentricity for each test surface of the test lens 1 having the three test surfaces adjacent to each other can be measured in parallel.

本実施形態では、変倍部10A、10B、10Cの光学倍率M、M、Mは、被検面1a、1b、1cがある一定の偏心量εを有すると仮定した場合に、それぞれの回転半径M・r、M・r、M・rの差が最小となり、かつ、最大の回転半径が、カメラ13の撮像面の範囲にちょうど収まるように設定する。
この設定は、操作部14bから入力された被検レンズ1の情報や、上記偏心量εの設定条件に基づいて、演算処理部32によって演算され、この演算結果に基づいて、測定制御部33が自動的に設定することが好ましい。この場合、演算処理部32および測定制御部33を含む制御ユニット14Aは、被検レンズの光学データから、検査光束を複数の被検面の光学的な各球心位置に向けて集光した場合の各反射像の回転軌跡の回転半径を算出し、これらの回転半径を予め決められた一定範囲内の大きさに変更する、反射像取得光学系の光学倍率をそれぞれ算出し、光学倍率に応じて、変倍機構の変倍動作を制御する変倍機構制御部を構成している。
In this embodiment, if the scaling unit 10A, 10B, 10C of the optical magnification M A, M B, M C is the assumed to have the test surface 1a, 1b, the ε constant eccentricity 1c is, respectively Are set so that the difference between the rotation radii M A · r A , M B · r B , and M C · r C is minimized and the maximum rotation radius is just within the range of the imaging surface of the camera 13.
This setting is calculated by the calculation processing unit 32 based on the information of the lens 1 to be examined input from the operation unit 14b and the setting condition of the decentering amount ε, and based on the calculation result, the measurement control unit 33 It is preferable to set automatically. In this case, the control unit 14A including the arithmetic processing unit 32 and the measurement control unit 33 collects the inspection light beam from the optical data of the test lens toward the optical spherical positions of the plurality of test surfaces. Calculate the rotation radius of the rotation trajectory of each reflected image, change the rotation radius to a size within a predetermined range, calculate the optical magnification of each reflected image acquisition optical system, and according to the optical magnification Thus, a zooming mechanism control unit that controls the zooming operation of the zooming mechanism is configured.

このように設定することで、変倍部10A、10B、10Cの光学倍率の切替範囲において、偏心量εに対する検出感度を最大化するとともに、各被検面の間での見かけ上の偏心量の検出感度の差を最小化することができる。
このため、変倍部10A、10B、10Cに種々の光学倍率の結像レンズを備え、光学倍率M、M、Mの切替範囲を十分広くとることで、被検レンズ1のレンズ構成により、見かけ上の偏心量のバラツキが大きくなる場合であっても、各被検面の偏心量の検出感度のバラツキが少ない状態で、同時並行的に偏心量測定を行うことができる。
By setting in this way, the detection sensitivity with respect to the eccentricity ε is maximized in the optical magnification switching range of the zooming units 10A, 10B, and 10C, and the apparent eccentricity between the test surfaces is increased. The difference in detection sensitivity can be minimized.
Therefore, the scaling unit 10A, 10B, includes an image forming lens of various optical magnification 10C, by taking sufficiently wide optical magnification M A, M B, the switching range of M C, the lens configuration of the lens 1 Thus, even when the variation in the apparent amount of eccentricity becomes large, the amount of eccentricity can be measured simultaneously in a state where there is little variation in the detection sensitivity of the amount of eccentricity of each test surface.

なお、実際の測定に当たっては、被検面の最大の偏心量が、上記の偏心量εを上回る場合や下回る場合がある。このような場合、測定者は、モニタ14aに表示された回転軌跡の大きさを見ながら、必要に応じて、操作部14bから各変倍部の光学倍率を切り替える操作入力を行い、偏心量の検出感度を調整することもできる。   In actual measurement, the maximum eccentricity of the surface to be measured may be larger or smaller than the eccentricity ε. In such a case, the measurer performs an operation input for switching the optical magnification of each zooming unit from the operation unit 14b as necessary while observing the size of the rotation trajectory displayed on the monitor 14a. The detection sensitivity can be adjusted.

以上に説明したように、偏心測定装置50によれば、変倍機構によって被検面での各反射像の回転軌跡の回転半径をそれぞれ変倍することができるので、複数の被検面を同時並行的に測定する場合に、偏心量の検出感度を各被検面ごとに個別に変えることができる。   As described above, according to the eccentricity measuring device 50, the rotation radius of the rotation trajectory of each reflected image on the test surface can be changed by the zoom mechanism, so that a plurality of test surfaces can be simultaneously used. When measuring in parallel, the detection sensitivity of the eccentricity can be individually changed for each surface to be measured.

次に、本実施形態の変形例について説明する。
図3は、本発明の第1の実施形態の変形例に係る偏心測定装置の模式的な概略構成図である。
Next, a modification of this embodiment will be described.
FIG. 3 is a schematic schematic configuration diagram of an eccentricity measuring apparatus according to a modification of the first embodiment of the present invention.

本変形例の偏心測定装置51は、図3に示すように、上記第1の実施形態の偏心測定装置50からチョッパー15を削除し、制御ユニット14Aに代えて制御ユニット14Bを備えるとともに、カメラ13に対する反射光束L、L、Lの入射位置を変更したものである。以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。 As shown in FIG. 3, the eccentricity measuring device 51 of the present modified example deletes the chopper 15 from the eccentricity measuring device 50 of the first embodiment, includes a control unit 14B instead of the control unit 14A, and includes the camera 13 The incident positions of the reflected light beams L a , L b and L c are changed. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment.

制御ユニット14Bは、チョッパー15を削除したことにより、上記第1の実施形態の制御ユニット14Aにおいてチョッパー15の制御機能を削除したものであり、その他は、制御ユニット14Aと同様の機能構成および装置構成を有する。
カメラ13に対する反射光束L、L、Lの入射位置は、撮像面を、互いに重ならない矩形領域G、G、Gに分割し、これら各矩形領域G、G、Gの中心に、それぞれ反射像取得光学系の光軸が入射するように設定している。
例えば、変倍部10Aによる光路と変倍部10Bによる光路とが、図3の紙面内で並列され、変倍部10Bによる光路と変倍部10Cによる光路とが、図3の紙面奥行き方向に重なる位置に並列され、これにより、モニタ14aの画面を4分割する矩形領域の3つに撮像面の矩形領域G、G、Gの画像が表示されるようにした配置を挙げることができる。
The control unit 14B is obtained by deleting the control function of the chopper 15 in the control unit 14A of the first embodiment by deleting the chopper 15, and the other functional configuration and apparatus configuration are the same as those of the control unit 14A. Have
The incident positions of the reflected light beams L a , L b , and L c with respect to the camera 13 divide the imaging surface into rectangular areas G A , G B , and G C that do not overlap each other, and each of these rectangular areas G A , G B , G It is set so that the optical axis of the reflected image acquisition optical system is incident on the center of C.
For example, the optical path by the zooming unit 10A and the optical path by the zooming unit 10B are juxtaposed in the plane of FIG. 3, and the optical path by the zooming unit 10B and the optical path by the zooming unit 10C are in the depth direction of the page of FIG. in parallel to the overlapping position, Thus, the rectangular area G a of the imaging surface into three rectangular regions divided into four screen of the monitor 14a, G B, be mentioned arrangement as image G C is displayed it can.

本変形例によれば、スポット像S、S、Sの回転軌跡を、互いに位置が異なる中心O、O、Oを中心とした矩形領域G、G、G内の回転軌跡として取得することができる。このため、信号変換部30によって取得され記憶部31に記憶された画像を、演算処理部32によって矩形領域G、G、Gごとにマスクして画像処理することで、各スポット像S、S、Sの回転軌跡を取得し、それぞれの回転半径を算出することができる。
したがって、チョッパー15を用いることなく上記第1の実施形態と同様な偏心量測定を行うことができる。
本変形例によれば、チョッパー15を用いないため、偏心測定装置51の装置構成や制御ユニット14Bの制御機能を簡素化することができる。
According to this modification, the rotation trajectories of the spot images S a , S b , and S c are included in the rectangular areas G A , G B , and G C with the centers O a , O b , and O c being different from each other. Can be acquired as a rotation trajectory. Therefore, the image stored in the storage unit 31 is acquired by the signal converting section 30, the rectangular area G A by the processing unit 32, G B, by image processing by masking each G C, the spot image S The rotation trajectories of a , S b , and S c are acquired, and the respective rotation radii can be calculated.
Therefore, the eccentricity measurement similar to that of the first embodiment can be performed without using the chopper 15.
According to this modification, since the chopper 15 is not used, the device configuration of the eccentricity measuring device 51 and the control function of the control unit 14B can be simplified.

[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態に係る偏心測定装置52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装置の模式的な概略構成図である。図5は、本発明の第2の実施形態に係る偏心測定装置の制御ユニットの機能ブロック図である。図6は、本発明の第2の実施形態に係る偏心測定装置の動作の模式的な原理説明図である。
[Second Embodiment]
An eccentricity measuring device 52 according to the second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a schematic schematic configuration diagram of an eccentricity measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a functional block diagram of a control unit of the eccentricity measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic principle explanatory diagram of the operation of the eccentricity measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention.

上記第1の実施形態の偏心測定装置50は、変倍機構が反射像取得光学系の結像光学系の光学倍率を変更するものであるのに対して、図4、5に示す本実施形態の偏心測定装置52は、変倍機構が検査光束照射光学系の光学倍率を変更するものである。このように検査光束照射光学系の倍率を変えることで、検査光束の集光位置を変え、反射像の回転軌跡の回転半径を変倍するものである。
偏心測定装置52は、上記第1の実施形態と同様に、被検レンズ1の3面の被検面を同時並行的に偏心測定する構成とすることもできるが、図示を簡略化するために、以下では、被検レンズとして、被検レンズ1からレンズ1Bを削除し、2面の被検面1a、1bを有するレンズ1Aの偏心量測定を行う場合の例で説明する。
In the decentration measuring apparatus 50 of the first embodiment, the zooming mechanism changes the optical magnification of the imaging optical system of the reflected image acquisition optical system, whereas this embodiment shown in FIGS. In the eccentricity measuring device 52, the magnification changing mechanism changes the optical magnification of the inspection light beam irradiation optical system. Thus, by changing the magnification of the inspection light beam irradiation optical system, the condensing position of the inspection light beam is changed, and the rotation radius of the rotation locus of the reflected image is changed.
As in the first embodiment, the decentration measuring device 52 can be configured to simultaneously decenter and measure the three test surfaces of the test lens 1 in order to simplify the illustration. Hereinafter, an example in which the lens 1B is deleted from the test lens 1 as the test lens and the eccentricity measurement of the lens 1A having the two test surfaces 1a and 1b is performed will be described.

偏心測定装置52の概略構成は、スピンドル3(回転保持部)、光源4、光路分岐部16(検査光束分岐部)、移動レンズ6A、6B、集光位置調整機構17A、17B、ビームスプリッタ22A、9B、固定レンズ7、ビームスプリッタ20、ミラー8、フォーカスレンズ19A、集光レンズ18A、ビームスプリッタ21、チョッパー15、カメラ13(撮像部)、フォーカスレンズ19B、集光レンズ18B、ミラー24、および制御ユニット14Cを備える。
制御ユニット14Cには、上記第1の実施形態の制御ユニット14Aと同様の操作部14bと、モニタ14aとが電気的に接続されている。
以下、上記第1の実施形態の偏心測定装置50と異なる点を中心に説明する。
The schematic configuration of the eccentricity measuring device 52 includes a spindle 3 (rotation holding unit), a light source 4, an optical path branching unit 16 (inspection beam branching unit), moving lenses 6A and 6B, condensing position adjusting mechanisms 17A and 17B, a beam splitter 22A, 9B, fixed lens 7, beam splitter 20, mirror 8, focus lens 19A, condenser lens 18A, beam splitter 21, chopper 15, camera 13 (imaging unit), focus lens 19B, condenser lens 18B, mirror 24, and control A unit 14C is provided.
The control unit 14C is electrically connected with an operation unit 14b similar to the control unit 14A of the first embodiment and a monitor 14a.
Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the eccentricity measuring apparatus 50 of the first embodiment.

光路分岐部16は、光源4からの検査光束の光路を複数の光路に分岐するもので、本実施形態では、光源4の光軸上に配置されたビームスプリッタ16Aと、ビームスプリッタ16Aの側方に配置されたミラー16Bとからなる。
ビームスプリッタ16Aは、光源4からの検査光束のうちの一部を検査光束Lとして透過させ、検査光束のうちの他を側方(図4の下側)に反射させるビームスプリッタ面16aを備えている。
ミラー16Bは、ビームスプリッタ16Aのビームスプリッタ面16aによって反射された検査光束を検査光束Lとして、検査光束Lと略同方向に反射させるものである。
The optical path branching section 16 branches the optical path of the inspection light beam from the light source 4 into a plurality of optical paths. In this embodiment, the beam splitter 16A disposed on the optical axis of the light source 4 and the side of the beam splitter 16A And a mirror 16B disposed on the surface.
Beam splitter 16A is a part of the inspection light beam from the light source 4 is transmitted through the inspection light beam L A, provided with a beam splitter surface 16a for reflecting the other of the inspection light beam laterally (the lower side in FIG. 4) ing.
Mirror 16B is for the inspection light beam reflected by the beam splitter surface 16a of the beam splitter 16A as the inspection light beam L B, reflecting the inspection light beam L A substantially the same direction.

移動レンズ6Aは、集光位置調整機構17Aによって、検査光束Lの光路上で検査光束Lが進む光軸に沿って移動可能に保持され、これにより、検査光束Lの光軸に沿う方向の集光位置を変化させることができるようになっている。
同様に、移動レンズ6Bは、集光位置調整機構17Bによって、検査光束Lの光路上で検査光束Lが進む光軸に沿う方向に移動可能に保持され、これにより、検査光束Lの光軸に沿う方向の集光位置を変化させることができるようになっている。
したがって、検査光束L、Lの集光位置は、移動レンズ6A、6Bを個別に移動させることで、個別に変化させることができる。
Moving the lens 6A is by condensing position adjusting mechanism 17A, is movably held along the optical axis traveling inspection light beam L A on the optical path of the inspection light beam L A, thereby, along the optical axis of the inspection light beam L A The condensing position in the direction can be changed.
Similarly, moving the lens 6B is the focusing position adjustment mechanism 17B, is held movably in the direction along the optical axis traveling inspection light beam L B in the optical path of the inspection light beam L B, thereby, the inspection light beam L B The condensing position in the direction along the optical axis can be changed.
Therefore, the condensing positions of the inspection light beams L A and L B can be individually changed by moving the moving lenses 6A and 6B individually.

集光位置調整機構17A(17B)は、検査光束L(L)の集光位置を変化させるため、例えば適宜のエンコーダを有するステッピングモータなどを駆動源として、移動レンズ6A(6B)のうち少なくとも1つのレンズを光軸に沿って移動させるレンズ移動機構である。
また、集光位置調整機構17A(17B)は、図5に示すように、制御ユニット14Cに電気的に接続され、制御ユニット14Cからの制御信号によって、移動動作が制御されるとともに、集光位置調整機構17A(17B)のエンコーダ等の位置検出手段によって、移動レンズ6A(6B)の位置情報を制御ユニット14Cに送出するものである。
The condensing position adjusting mechanism 17A (17B) changes the condensing position of the inspection light beam L A (L B ), for example, by using a stepping motor having an appropriate encoder as a drive source, among the moving lenses 6A (6B). A lens moving mechanism that moves at least one lens along the optical axis.
Further, as shown in FIG. 5, the condensing position adjusting mechanism 17A (17B) is electrically connected to the control unit 14C, and the movement operation is controlled by the control signal from the control unit 14C. Position information of the moving lens 6A (6B) is sent to the control unit 14C by position detection means such as an encoder of the adjustment mechanism 17A (17B).

ビームスプリッタ22Aは、移動レンズ6Aによって集光された検査光束Lの光路上に配置され、検査光束Lの光軸を反射するとともに、反射された光軸がスピンドル3の回転軸線Oと同軸となるようにするビームスプリッタ面22aを備えるものである。
ビームスプリッタ9Bは、上記第1の実施形態と同様のものが、ビームスプリッタ22Aと固定レンズ7との間に配置されている。
The beam splitter 22 </ b> A is disposed on the optical path of the inspection light beam LA collected by the moving lens 6 </ b> A , reflects the optical axis of the inspection light beam LA, and the reflected optical axis is coaxial with the rotation axis O of the spindle 3. The beam splitter surface 22a is provided so that
The same beam splitter 9B as that in the first embodiment is disposed between the beam splitter 22A and the fixed lens 7.

このように、ビームスプリッタ22A、9Bは、複数の移動レンズ6A、6Bをそれぞれ透過した検査光束L、Lの光路を、同一の光軸上を進むように合成する検査光束合成部を構成している。 As described above, the beam splitters 22A and 9B constitute an inspection light beam combining unit that combines the optical paths of the inspection light beams L A and L B transmitted through the plurality of moving lenses 6A and 6B so as to travel on the same optical axis. is doing.

固定レンズ7は、上記第1の実施形態と同様の構成を有し、そのレンズ光軸がビームスプリッタ22A、9Bによって合成された検査光束L、Lの光軸と同軸に合わせて配置され、検査光束L、Lを、スピンドル3にレンズ枠2を介して保持されたレンズ1Aに向けて集光できるようになっている。 Fixed lens 7 has the same construction as the above-described first embodiment, the lens optical axis is beam splitter 22A, the inspection light beam L A synthesized by 9B, is aligned with the optical axis coaxial with the L B The inspection light beams L A and L B can be condensed toward the lens 1A held on the spindle 3 via the lens frame 2.

以上に説明した移動レンズ6A、6B、ビームスプリッタ22A、9B、および固定レンズ7は、検査光束照射光学系を構成している。
また、本実施形態のビームスプリッタ22A、9Bは、レンズ1Aの被検面1a、1bでのそれぞれの反射光束L、Lが固定レンズ7によって集光されると、それぞれの一部が検査光束L、Lの光路を逆方向に進んで透過するようになっている。
The moving lenses 6A and 6B, the beam splitters 22A and 9B, and the fixed lens 7 described above constitute an inspection light beam irradiation optical system.
In addition, the beam splitters 22A and 9B of the present embodiment are partially inspected when the reflected light beams L a and L b on the test surfaces 1a and 1b of the lens 1A are collected by the fixed lens 7, respectively. The light beams L A and L B travel in the opposite direction and pass through.

ビームスプリッタ20は、固定レンズ7によって集光され、ビームスプリッタ9B、22Aを透過した反射光束Lの光路上に配置され、反射光束Lの一部を側方(図4の右側)に反射するビームスプリッタ面20aを備えるものである。
ミラー8は、固定レンズ7によって集光され、ビームスプリッタ9B、22Aを透過した反射光束Lの光路上に配置され、反射光束Lの一部をビームスプリッタ20で反射された反射光束Lと略同方向に反射するものである。
Beam splitter 20 is condensed by the fixed lens 7 is disposed on the optical path of the beam splitter 9B, 22A the transmitted reflected beam L b, reflecting part of the reflected light beam L b on the side (right side in FIG. 4) The beam splitter surface 20a is provided.
Mirror 8 is condensed by the fixed lens 7, a beam splitter 9B, is disposed on the optical path of the reflected light beam L a that has passed through 22A, the reflected light beam L reflected beam portions reflected by the beam splitter 20 of a L b And is reflected in substantially the same direction.

ミラー8で反射された反射光束Lの光路上には、ミラー8で反射された光軸と同軸に配置され、この光軸に沿う方向に移動可能に設けられたフォーカスレンズ19Aと、フォーカスレンズ19Aによって集光された反射光束Lをカメラ13の撮像面が配置された一定の像面上に集光させる集光レンズ18Aと、チョッパー15と、このチョッパー15を透過した反射光束Lを透過させるとともに後述のミラー24で反射された反射光束Lを同軸上に合成するビームスプリッタ面21aを有するビームスプリッタ21と、カメラ13とが、この順に配置されている。 The optical path of the reflected light beam L a by the mirror 8 is disposed in the reflected light axis coaxial with the mirror 8, a focusing lens 19A which is movable in the direction along the optical axis, the focus lens and condensed to condensing lens 18A on the fixed image plane imaging surface is disposed in the condensed reflected light beam L a camera 13 by 19A, and chopper 15, the reflected light beam L a transmitted through the chopper 15 a beam splitter 21 having a beam splitter surface 21a for combining reflected light beams L b which is reflected by the mirror 24 to be described later, and to reflect coaxially, and the camera 13 are disposed in this order.

また、ビームスプリッタ20のビームスプリッタ面20aで反射された反射光束Lの光路上には、ビームスプリッタ面20aで反射された光軸と同軸に配置され、この光軸に沿う方向に移動可能に設けられたフォーカスレンズ19Bと、フォーカスレンズ19Bによって集光された反射光束Lを反射光束Lと共通の像面上に集光させる集光レンズ18Bと、チョッパー15と、このチョッパー15を透過した反射光束Lをビームスプリッタ21のビームスプリッタ面21aに向けて反射するミラー24とが、この順に配置されている。 Further, on the optical path of the reflected light beam L b which is reflected by the beam splitter surface 20a of the beam splitter 20 is arranged on an optical axis coaxially reflected by the beam splitter surface 20a, so as to be movable in the direction along the optical axis transmitting the focus lens 19B provided, and focused to condenser lens 18B of the reflected light beam L b which is condensed on a common image plane and the reflected light beam L a by the focus lens 19B, a chopper 15, the chopper 15 a mirror 24 for reflecting the reflected light beam L b on the beam splitter surface 21a of the beam splitter 21 are arranged in this order.

本実施形態のチョッパー15は、集光レンズ18A、18Bを透過して、共通の像面に向けて集光される反射光束L、Lのいずれか1つが共通の像面に導かれるように、互いの間に透過と遮光とのタイミングを切り替えるものであり、上記第1の実施形態と同様の構成を備え、制御ユニット14Cの制御信号によって透過および遮光のタイミングがずらされるものである。 The chopper 15 of this embodiment is such that any one of the reflected light beams L a and L b transmitted through the condensing lenses 18A and 18B and condensed toward the common image plane is guided to the common image plane. In addition, the timing of transmission and light shielding is switched between each other, and the same configuration as in the first embodiment is provided, and the timing of transmission and light shielding is shifted by the control signal of the control unit 14C.

このような構成により、フォーカスレンズ19A、19B、集光レンズ18A、18B、ビームスプリッタ21、およびミラー24は、反射光束分岐部によって光路分岐された複数の被検面ごとの反射光束による反射像を、共通の像面上にそれぞれ結像させる反射像取得光学系を構成している。   With such a configuration, the focus lenses 19A and 19B, the condensing lenses 18A and 18B, the beam splitter 21, and the mirror 24 generate a reflected image by the reflected light beam for each of the plurality of test surfaces branched by the reflected light beam branching unit. The reflected image acquisition optical system is formed to form images on a common image plane.

本実施形態のカメラ13は、上記第1の実施形態と同様の構成からなり、制御ユニット14Cに電気的に接続され、撮像した映像信号を制御ユニット14Cに送出できるようになっている。また、撮像面は、ビームスプリッタ面21a、ミラー24でそれぞれ反射された反射光束L、Lの共通の像面に配置されている。 The camera 13 of the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, is electrically connected to the control unit 14C, and can send a captured video signal to the control unit 14C. The imaging surface is disposed on a common image plane of the reflected light beams L a and L b reflected by the beam splitter surface 21a and the mirror 24, respectively.

制御ユニット14Cの機能ブロック構成は、図5に示すように、上記第1の実施形態の制御ユニット14Aの測定制御部33を、測定制御部33Cに代えたものである。また、制御ユニット14Cの装置構成は、制御ユニット14Aと同様の構成からなる。   As shown in FIG. 5, the functional block configuration of the control unit 14C is obtained by replacing the measurement control unit 33 of the control unit 14A of the first embodiment with a measurement control unit 33C. The device configuration of the control unit 14C is the same as that of the control unit 14A.

測定制御部33Cは、上記第1の実施形態の各切替手段10aに代えて、集光位置調整機構17A、17Bが電気的に接続され、各切替手段10aに代えて集光位置調整機構17A、17Bの動作を制御するようになっている点のみが測定制御部33と異なる。
すなわち、測定制御部33Cは、操作部14bから入力され、記憶部31に記憶されたレンズ1Aの光学データに基づいて、集光位置調整機構17A、17Bによって移動レンズ6A、6Bの位置を移動し、固定レンズ7を透過した検査光束L、Lの集光位置を、それぞれ被検面1a、1bの光学的な各球心位置から光軸に沿う方向にずらすことができるようになっている。
また、集光位置調整機構17A、17Bは、移動レンズ6A、6Bの移動位置の情報を、倍率変更情報として測定制御部33Cに送出し、測定制御部33Cは、これらの倍率変更情報を演算処理部32に送出できるようになっている。
The measurement control unit 33C is electrically connected to the condensing position adjustment mechanisms 17A and 17B in place of the switching units 10a of the first embodiment, and the condensing position adjustment mechanism 17A and the switching units 10a. It differs from the measurement control unit 33 only in that the operation of 17B is controlled.
That is, the measurement control unit 33C moves the positions of the moving lenses 6A and 6B by the condensing position adjustment mechanisms 17A and 17B based on the optical data of the lens 1A input from the operation unit 14b and stored in the storage unit 31. , so the inspection light beam L a that has passed through the fixed lens 7, the condensing position of the L B, to be able to shift each test surface 1a, the optical respective spherical center position of 1b in the direction along the optical axis Yes.
Further, the condensing position adjusting mechanisms 17A and 17B send information on the moving positions of the movable lenses 6A and 6B to the measurement control unit 33C as magnification change information, and the measurement control unit 33C performs calculation processing on the magnification change information. It can be sent to the unit 32.

このような構成において、集光位置調整機構17A、17Bは、検査光束照射光学系の光学倍率を検査光束の光路ごとに変更する変倍機構を構成している。   In such a configuration, the condensing position adjusting mechanisms 17A and 17B constitute a magnification changing mechanism that changes the optical magnification of the inspection light beam irradiation optical system for each optical path of the inspection light beam.

次に、偏心測定装置52の動作について上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
図6は、本発明の第2の実施形態に係る偏心測定装置の動作の模式的な原理説明図である。
Next, the operation of the eccentricity measuring device 52 will be described focusing on differences from the first embodiment.
FIG. 6 is a schematic principle explanatory diagram of the operation of the eccentricity measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention.

まず、偏心測定装置52における光路について簡単に説明する。
光源4で発生された発散光束は、光路分岐部16によって、ビームスプリッタ16Aを透過し、移動レンズ6Aに入射する検査光束Lと、ビームスプリッタ16Aのビームスプリッタ面16a、ミラー16Bで反射され移動レンズ6Bに入射する検査光束Lとに分岐される。
移動レンズ6A、6Bの位置は、固定レンズ7を介した検査光束L、Lの集光位置が、光軸に沿う方向においてそれぞれ被検面1a、1bの光学的な球心位置を中心として適宜のずらし量(ずらし量=0も含む)だけずらされる位置に移動される。
これは、移動レンズ6A、6Bを移動することによって、移動レンズ6Aおよび固定レンズ7、また移動レンズ6Bおよび固定レンズ7からなる各検査光束照射光学系の各光学倍率を検査光束の光路ごとに変更したことに相当する。
First, the optical path in the eccentricity measuring device 52 will be briefly described.
A divergent light flux generated by the light source 4, by the optical path branching unit 16, passes through the beam splitter 16A, the inspection light beam L A is incident on the moving lens 6A, the beam splitter surface 16a of the beam splitter 16A, reflected by the mirror 16B move It is branched into a test beam L B entering the lens 6B.
The positions of the moving lenses 6A and 6B are such that the converging positions of the inspection light beams L A and L B through the fixed lens 7 are centered on the optical spherical center positions of the test surfaces 1a and 1b, respectively, in the direction along the optical axis. As described above, it is moved to a position shifted by an appropriate shift amount (including a shift amount = 0).
This is because, by moving the moving lenses 6A and 6B, each optical magnification of each inspection light beam irradiation optical system composed of the moving lens 6A and the fixed lens 7, and the moving lens 6B and the fixed lens 7 is changed for each optical path of the inspection light beam. This is equivalent to

移動レンズ6A、6Bを透過した検査光束L、Lは、ビームスプリッタ22A、9Bで構成される検査光束合成部によってスピンドル3の回転軸線O上に合成され、固定レンズ7を軸上光束として透過し、それぞれ被検面1a、1bに照射される。
このとき、検査光束L、Lの各光線は、集光位置が光学的な球心位置であり、かつ被検面1a、1bに偏心がなければ、それぞれ被検面1a、1bに垂直入射する光線(入射角が0°)となるため、それぞれの反射光束L、Lは光路を逆進する。このような反射光束は被検面の光学的な球心位置から発する光束と同等である。
The inspection light beams L A and L B that have passed through the moving lenses 6A and 6B are combined on the rotation axis O of the spindle 3 by the inspection light beam combining unit constituted by the beam splitters 22A and 9B, and the fixed lens 7 is used as the axial light beam. The light passes through and is irradiated on the test surfaces 1a and 1b, respectively.
At this time, the light beams of the inspection light beams L A and L B are perpendicular to the test surfaces 1a and 1b, respectively, if the condensing position is an optical ball center position and the test surfaces 1a and 1b are not decentered. Since the incident light beam (incident angle is 0 °), each reflected light beam L a , L b travels backward in the optical path. Such a reflected light beam is equivalent to a light beam emitted from the optical spherical center position of the test surface.

一方、集光位置が光学的な球心位置からずらされていて、かつ被検面1a、1bに偏心がない場合、検査光束L、Lの各光線は、ずらし量に応じてそれぞれ被検面1a、1bに斜め入射する光線となる。この場合、例えば、図6に破線で示すように、反射光束L、Lは、固定レンズ7とレンズ1Aとの間の光路上で、それぞれ実像である反射像F、Fを形成した後に発散して固定レンズ7側に向かう光束となる。 On the other hand, when the condensing position is shifted from the optical ball center position and the test surfaces 1a and 1b are not decentered, the light beams of the inspection light beams L A and L B are respectively measured according to the shift amount. The light beam is incident obliquely on the inspection surfaces 1a and 1b. In this case, for example, as indicated by broken lines in FIG. 6, the reflected light beams L a and L b form reflected images F A and F B that are real images on the optical path between the fixed lens 7 and the lens 1A, respectively. After that, the light is diverged and becomes a light beam directed toward the fixed lens 7 side.

固定レンズ7に入射した反射光束L、Lは、固定レンズ7によって集光され、ビームスプリッタ9B、22Aを透過して、ビームスプリッタ20、ミラー8に到達する。
ビームスプリッタ20では、反射光束Lの一部がビームスプリッタ面20aで反射され、フォーカスレンズ19B、集光レンズ18B、チョッパー15を順次透過して集光され、ミラー24によって反射された後、ビームスプリッタ面21aで、カメラ13側に反射される。
測定者は、フォーカスレンズ19Bを光軸に沿って移動させて、固定レンズ7、フォーカスレンズ19B、および集光レンズ18Bを含む光学系の焦点位置を、反射像F(図6参照)にフォーカスするように合わせることによって、被検面1bの反射像Fを、集光レンズ18Bを介してカメラ13の撮像面上にスポット像Sとして結像させることができる。
The reflected light beams L a and L b incident on the fixed lens 7 are collected by the fixed lens 7, pass through the beam splitters 9 B and 22 A, and reach the beam splitter 20 and the mirror 8.
In the beam splitter 20, a part of the reflected light beam Lb is reflected by the beam splitter surface 20 a, is sequentially transmitted through the focus lens 19 </ b > B, the condenser lens 18 </ b > B, and the chopper 15, and is reflected by the mirror 24. Reflected by the splitter surface 21a toward the camera 13 side.
The measurer moves the focus lens 19B along the optical axis to focus the focal position of the optical system including the fixed lens 7, the focus lens 19B, and the condenser lens 18B on the reflected image F B (see FIG. 6). by combining so that the reflected image F B of the test surface 1b, can be imaged as a spot image S b via the condenser lens 18B on the imaging surface of the camera 13.

また、ミラー8では、ビームスプリッタ20を透過した反射光束Lが反射され、フォーカスレンズ19A、集光レンズ18A、チョッパー15、ビームスプリッタ21を順次透過してカメラ13側に集光される。
測定者は、フォーカスレンズ19Aを光軸に沿って移動させて、固定レンズ7、フォーカスレンズ19A、および集光レンズ18Aを含む光学系の焦点位置を、反射像F(図6参照)にフォーカスするように合わせることによって、被検面1aの反射像Fを、集光レンズ18Aを介してカメラ13の撮像面上にスポット像Sとして結像させることができる。
Further, the mirror 8 is reflected the reflected light beam L a that has passed through the beam splitter 20, the focusing lens 19A, the condenser lens 18A, chopper 15, are sequentially transmitted through the beam splitter 21 is focused on the camera 13 side.
The measurer moves the focus lens 19A along the optical axis to focus the focal position of the optical system including the fixed lens 7, the focus lens 19A, and the condenser lens 18A on the reflected image F A (see FIG. 6). Accordingly, the reflected image F A of the test surface 1a can be formed as a spot image Sa on the imaging surface of the camera 13 via the condenser lens 18A.

被検面1a、1bに偏心がある場合は、偏心量に応じて、反射像F、Fが光軸に直交する面上で回転軸線Oから離間した位置に形成され、スピンドル3の回転とともに円状の回転軌跡を描く。
これらの回転軌跡の回転半径は、検査光束L、Lを被検面1a、1bの光学的な球心位置に向けて集光した場合に比べて、検査光束照射光学系の光学倍率が変化しているため、回転半径の大きさが変化する。反射像F、Fが光学的な球心位置よりも像側に形成される場合、回転半径は拡大されることになる。したがって、図6に示すように、レンズ1Aと固定レンズ7との間の光路上に形成された反射像F、Fの回転半径は、上記第1の実施形態と同様の偏心量ε、εを有する場合でも、回転半径r、rに比べて増大されている。
このような移動レンズ6A、6Bの集光位置のずらし量に応じた回転半径の変倍率は、移動レンズ6A、6B、ビームスプリッタ22A、9B、固定レンズ7、およびレンズ1Aの曲率半径、屈折率、面間距離などの光学データに基づいて演算処理部32によって算出することができる。
反射像F、Fの回転軌跡は、カメラ13の撮像面上では、スポット像S、Sの回転軌跡となり、第1の実施形態と同様にして、モニタ14aに表示される。
When the test surfaces 1a and 1b are decentered, the reflected images F A and F B are formed at positions separated from the rotation axis O on the surface orthogonal to the optical axis according to the amount of decentering, and the spindle 3 rotates. Also draw a circular rotation trajectory.
The rotation radii of these rotation trajectories are such that the optical magnification of the inspection light beam irradiation optical system is larger than that in the case where the inspection light beams L A and L B are focused toward the optical spherical center of the test surfaces 1a and 1b. Since it has changed, the size of the turning radius changes. When the reflected images F A and F B are formed on the image side with respect to the optical spherical center position, the radius of rotation is enlarged. Therefore, as shown in FIG. 6, the rotational radius of the reflected images F A and F B formed on the optical path between the lens 1A and the fixed lens 7 has an eccentricity ε A similar to that in the first embodiment. , Ε B , the radius of rotation is increased compared to r A and r B.
The magnification of the rotation radius according to the shift amount of the condensing position of the moving lenses 6A and 6B is as follows: the curvature radius and the refractive index of the moving lenses 6A and 6B, the beam splitters 22A and 9B, the fixed lens 7 and the lens 1A. The calculation processing unit 32 can calculate the distance based on optical data such as the inter-surface distance.
The rotation trajectories of the reflected images F A and F B are the rotation trajectories of the spot images S a and S b on the imaging surface of the camera 13, and are displayed on the monitor 14a as in the first embodiment.

次に、偏心測定装置52における偏心測定について説明する。
制御ユニット14Cは、上記第1の実施形態の制御ユニット14Aと同様にして、カメラ13によりスポット像S、Sを撮像し、演算処理部32によって、スポット像S、Sの回転軌跡の回転半径R’、R’を算出する。
次に、演算処理部32は、予め算出され記憶部31に記憶されている反射像Fとスポット像Sとの間の光学系の倍率m、および反射像Fとスポット像Sとの間の光学系の倍率mに基づいて、反射像F、Fの回転半径r’、r’を算出する。
次に、演算処理部32は、記憶部31に記憶された、被検面1a、1b、固定レンズ7、移動レンズ6A、6B等の光学データ、および集光位置調整機構17A、17Bから倍率変更情報として取得された移動レンズ6A、6Bの位置の情報に基づいて、回転半径r’から被検面1aの偏心量εを算出する。
次に、演算処理部32は同様の情報に加えて、このように計算された偏心量εの値に基づいて、回転半径r’から被検面1bの偏心量εを算出する。
次に、演算処理部32は、このようにして算出された偏心量ε、εの数値データを表示制御部34に送出し、表示制御部34を介して、モニタ14aに表示させる。
これにより、被検面1a、1bに関する偏心量の測定が終了する。
このようにして、偏心測定装置52によれば、隣接する2面の被検面を有するレンズ1Aの被検面ごとの偏心量を同時並行的に測定することができる。
Next, the eccentricity measurement in the eccentricity measuring device 52 will be described.
The control unit 14C captures the spot images S a and S b by the camera 13 in the same manner as the control unit 14A of the first embodiment, and the calculation processing unit 32 rotates the locus of the spot images S a and S b . Rotational radii R A ′ and R B ′ are calculated.
Next, the arithmetic processing unit 32 in advance are calculated magnification m A of the optical system between the reflected image F A and the spot image S a stored in the storage unit 31, and the reflected image F B and the spot image S b Rotational radii r A ′ and r B ′ of the reflected images F A and F B are calculated based on the magnification m B of the optical system between
Next, the arithmetic processing unit 32 changes the magnification from the optical data stored in the storage unit 31 such as the test surfaces 1a and 1b, the fixed lens 7 and the moving lenses 6A and 6B, and the condensing position adjustment mechanisms 17A and 17B. Based on the information on the position of the moving lenses 6A and 6B acquired as information, the eccentricity ε A of the test surface 1a is calculated from the rotation radius r A ′.
Next, in addition to the same information, the arithmetic processing unit 32 calculates the amount of eccentricity ε B of the test surface 1b from the rotation radius r B ′ based on the value of the amount of eccentricity ε A thus calculated.
Next, the arithmetic processing unit 32 sends the numerical data of the eccentric amounts ε A and ε B calculated in this way to the display control unit 34 and displays them on the monitor 14 a via the display control unit 34.
Thereby, the measurement of the eccentric amount regarding the test surfaces 1a and 1b is completed.
Thus, according to the eccentricity measuring apparatus 52, the eccentricity amount for each test surface of the lens 1A having two test surfaces adjacent to each other can be measured simultaneously.

本実施形態では、検査光束L、Lの集光位置は、被検面1a、1bがある一定の偏心量εを有すると仮定した場合に、それぞれのスポット像S、Sの回転半径R’、R’が、一定の大きさ、好ましくは等しい大きさになるようにし、かつ大きい方の回転半径がカメラ13の撮像面の範囲にちょうど収まるように設定する。
この設定は、操作部14bから入力されたレンズ1Aの情報や、上記偏心量εの設定条件に基づいて、演算処理部32によって演算され、この演算結果に基づいて、測定制御部33Cが自動的に設定することが好ましい。この場合、演算処理部32および測定制御部33Cを含む制御ユニット14Cは、被検レンズの光学データから、検査光束を複数の被検面の光学的な各球心位置に向けて集光した場合の各反射像の回転軌跡の回転半径を算出し、これらの回転半径を予め決められた一定範囲内の大きさに変更する、検査光束照射光学系の光学倍率をそれぞれ算出し、光学倍率に応じて、変倍機構の変倍動作を制御する変倍機構制御部を構成している。
In this embodiment, when it is assumed that the condensing positions of the inspection light beams L A and L B have a certain amount of eccentricity ε, the rotation of the respective spot images S a and S b The radii R A ′ and R B ′ are set to have a constant size, preferably the same size, and the larger radius of rotation is set so as to be just within the range of the imaging surface of the camera 13.
This setting is calculated by the calculation processing unit 32 based on the lens 1A information input from the operation unit 14b and the setting condition of the decentering amount ε, and the measurement control unit 33C automatically calculates based on the calculation result. It is preferable to set to. In this case, the control unit 14C including the arithmetic processing unit 32 and the measurement control unit 33C collects the inspection light beam from the optical data of the test lens toward the optical spherical positions of the plurality of test surfaces. Calculate the rotation radius of the rotation trajectory of each reflected image, change the rotation radius to a size within a predetermined range, calculate the optical magnification of the inspection light beam irradiation optical system, and according to the optical magnification Thus, a zooming mechanism control unit that controls the zooming operation of the zooming mechanism is configured.

このように設定することで、偏心量εに対する検出感度を最大化するとともに、各被検面の間での見かけ上の偏心量の検出感度の差を一定範囲以下に低減することができる。
このため、レンズ1Aのレンズ構成により、見かけ上の偏心量のバラツキが大きくなる場合であっても、各被検面の偏心量の検出感度のバラツキが少ない状態で、同時並行的に偏心量測定を行うことができる。
By setting in this way, the detection sensitivity with respect to the eccentricity ε can be maximized, and the difference in the apparent eccentricity detection sensitivity between the test surfaces can be reduced to a certain range or less.
For this reason, even when the variation in the apparent amount of eccentricity increases due to the lens configuration of the lens 1A, the amount of eccentricity is measured simultaneously in a state where the variation in the detection sensitivity of the amount of eccentricity of each test surface is small. It can be performed.

なお、実際の測定に当たっては、被検面の最大の偏心量が、上記の偏心量εを上回る場合や下回る場合がある。このような場合、測定者は、モニタ14aに表示された回転軌跡の大きさを見ながら、必要に応じて、操作部14bから集光位置調整機構17A、17Bによって、移動レンズ6A、6Bの位置を変更する操作入力を行い、偏心量の検出感度を調整することもできる。
また、本実施形態における偏心量の検出感度は、移動レンズ6A、6Bの移動量に応じて連続的かつ無段階的に変化させることができる。
In actual measurement, the maximum eccentricity of the surface to be measured may be larger or smaller than the eccentricity ε. In such a case, the measurer observes the size of the rotation trajectory displayed on the monitor 14a, and adjusts the positions of the moving lenses 6A and 6B from the operation unit 14b with the condensing position adjusting mechanisms 17A and 17B as necessary. It is also possible to adjust the detection sensitivity of the eccentricity amount by performing an operation input for changing.
Further, the detection sensitivity of the eccentric amount in the present embodiment can be changed continuously and steplessly according to the moving amount of the moving lenses 6A and 6B.

以上に説明したように、偏心測定装置52によれば、変倍機構によって被検面での各反射像の回転軌跡の回転半径をそれぞれ変倍することができるので、複数の被検面を同時並行的に測定する場合に、偏心量の検出感度を各被検面ごとに個別に変えることができる。   As described above, according to the eccentricity measuring device 52, the rotation radius of the rotation trajectory of each reflected image on the test surface can be changed by the zoom mechanism, so that a plurality of test surfaces can be simultaneously used. When measuring in parallel, the detection sensitivity of the eccentricity can be individually changed for each surface to be measured.

なお、上記の説明では、一例として、3つの被検面を有する被検レンズ1に対応して検査光束照射光学系および反射光束取得光学系が3系統設けられた場合、また、2つの被検面を有するレンズ1Aに対応して検査光束照射光学系および反射光束取得光学系が2系統設けられた場合の例で説明したが、被検面の数がさらに多い場合でもすべての被測定面を同時並行的に測定できるように、検査光束照射光学系、および反射光束取得光学系の系統を4系統以上に増やしてもよい。
ただし、被検面の面数と、検査光束照射光学系および反射光束取得光学系の系統数は、必ずしも合致させる必要はない。例えば、被検面が3面以上ある場合に偏心測定装置50の構成を採用しても、上記に測定を隣接する3面の被検面ごとに行うことによって、1面ごとに被検面の偏心測定を行う場合に比べて、迅速な偏心量測定を行うことができる。
In the above description, as an example, when three systems of the inspection light beam irradiation optical system and the reflected light beam acquisition optical system are provided corresponding to the test lens 1 having three test surfaces, two test samples are also provided. The example in the case where two systems of the inspection light beam irradiation optical system and the reflected light beam acquisition optical system are provided corresponding to the lens 1A having the surface has been described. However, even when the number of test surfaces is larger, all the measurement surfaces are measured. You may increase the system | strain of a test | inspection light beam irradiation optical system and a reflected light beam acquisition optical system to four or more systems so that it can measure simultaneously.
However, the number of surfaces to be inspected and the number of systems of the inspection light beam irradiation optical system and the reflected light beam acquisition optical system are not necessarily matched. For example, even if the configuration of the eccentricity measuring device 50 is employed when there are three or more test surfaces, the measurement is performed for each of the three test surfaces adjacent to each other, thereby making it possible to measure the test surface for each surface. Compared with the case where the eccentricity measurement is performed, the eccentricity amount can be measured more quickly.

また、上記第1の実施形態の説明では、変倍部10A等では、それぞれ光学倍率の異なるそれぞれ2つの結像レンズA、A等を備える場合の例で説明したが、これは一例であって、各変倍部の備える結像レンズの数は必要に応じて設定すればよく2つには限定されない。 In the description of the first embodiment, the zooming unit 10A and the like have been described as an example in which each of the imaging lenses A 1 and A 2 and the like having different optical magnifications is provided. However, this is an example. Thus, the number of imaging lenses provided in each zooming unit may be set as necessary, and is not limited to two.

また、上記第1の実施形態の説明では、結像倍率変更機構が、光学倍率の異なる結像レンズを切り替えて段階的に光学倍率を切り替える場合の例で説明したが、連続的に倍率と切り替える機構を採用してもよい。   In the description of the first embodiment, the example in which the imaging magnification changing mechanism changes the optical magnification step by step by switching the imaging lenses having different optical magnifications has been described. A mechanism may be employed.

また、上記の各実施形態に説明したすべての構成要素は、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。
例えば、偏心測定装置52の反射像取得光学系に、その光学倍率を変更する結像倍率変更機構を追加してもよい。
In addition, all the components described in the above embodiments can be implemented in appropriate combination within the scope of the technical idea of the present invention.
For example, an imaging magnification changing mechanism for changing the optical magnification may be added to the reflected image acquisition optical system of the decentration measuring device 52.

1 被検レンズ
1A レンズ(被検レンズ)
1a、1b、1c 被検面
3 スピンドル(回転保持部)
4 光源
5 光路分岐部(検査光束分岐部)
6A、6B、6C 移動レンズ
7 固定レンズ
8、11、24 ミラー
9B、9C、12A、12B、20、21 ビームスプリッタ
10A、10B、10C 変倍部
10a 切替手段
13 カメラ(撮像部)
14A、14B、14C 制御ユニット
14a モニタ
14b 操作部
15 チョッパー
16 光路分岐部
17A、17B 集光位置調整機構
18A、18B 集光レンズ
19A、19B フォーカスレンズ
31 記憶部
32 演算処理部
33、33C 測定制御部
50、51、52 偏心測定装置
、A、B、B、C、C 結像レンズ
、F、F 反射像
、L、L 検査光束
、L、L 反射光束
、M、M 光学倍率
、R、R、R’、R’ 回転半径
、r、r、r’、r’ 回転半径(反射像の回転半径)
、S、S スポット像
O 回転軸線
1 Test Lens 1A Lens (Test Lens)
1a, 1b, 1c Test surface 3 Spindle (rotation holding part)
4 Light source 5 Optical path branching section (inspection light beam branching section)
6A, 6B, 6C Moving lens 7 Fixed lens 8, 11, 24 Mirror 9B, 9C, 12A, 12B, 20, 21 Beam splitter 10A, 10B, 10C Zooming unit 10a Switching means 13 Camera (imaging unit)
14A, 14B, 14C Control unit 14a Monitor 14b Operation unit 15 Chopper 16 Optical path branching unit 17A, 17B Condensing position adjusting mechanism 18A, 18B Condensing lens 19A, 19B Focus lens 31 Storage unit 32 Arithmetic processing unit 33, 33C Measurement control unit 50, 51, 52 eccentric measuring device A 1, A 2, B 1 , B 2, C 1, C 2 imaging lens F A, F B, F C reflected image L A, L B, L C inspection light beam L a , L b, L c reflected light beam M A, M B, M C optical magnification R A, R B, R C , R A ', R B' rotation radius r A, r B, r C , r A ', r B 'Rotating radius (Rotating radius of reflected image)
S a , S b , S c Spot image O Rotation axis

Claims (4)

光源と、複数の被検面を有する被検レンズを回転可能に保持する回転保持部とを有し、前記回転保持部により回転された前記被検レンズに前記光源で発生された検査光束を照射し、前記検査光束の反射光束による反射像の回転軌跡を取得して、前記複数の被検面の偏心量を測定する偏心測定装置であって、
前記光源からの前記検査光束の光路を複数の光路に分岐する検査光束分岐部と、
該検査光束分岐部で分岐された前記複数の光路上でそれぞれ光軸に沿う方向に移動可能に設けられた複数の移動レンズと、該複数の移動レンズをそれぞれ透過した前記各検査光束の光路を、同一の光軸上を進むように合成する検査光束合成部と、該検査光束合成部によって合成された前記各検査光束を、前記回転保持部に保持された前記被検レンズに向けて集光する固定レンズとを有する検査光束照射光学系と、
前記複数の被検面での各反射光束の光路を複数の光路に分岐する反射光束分岐部と、
該反射光束分岐部によって光路分岐された前記複数の被検面ごとの反射光束による反射像を、共通の像面上にそれぞれ結像させる反射像取得光学系と、
該反射像取得光学系における前記共通の像面に撮像面が配置された撮像部と、
前記検査光束照射光学系および前記反射像取得光学系の少なくともいずれかの光学倍率を前記検査光束または前記反射光束の光路ごとに変更する変倍機構と、
該変倍機構による倍率変更情報を取得し該倍率変更情報に基づいて、前記撮像部で取得された前記各反射像の回転軌跡から前記複数の被検面の偏心量を算出する演算処理部とを備えることを特徴とする偏心測定装置。
A light source and a rotation holding unit that rotatably holds a test lens having a plurality of test surfaces, and irradiating the test lens generated by the light source onto the test lens rotated by the rotation holding unit An eccentricity measuring device that acquires a rotation trajectory of a reflected image by a reflected light beam of the inspection light beam and measures an eccentricity amount of the plurality of test surfaces,
An inspection light beam branching portion for branching the optical path of the inspection light beam from the light source into a plurality of optical paths;
A plurality of moving lenses provided so as to be movable in a direction along the optical axis on the plurality of optical paths branched by the inspection light beam branching section, and optical paths of the inspection light beams respectively transmitted through the plurality of moving lenses. An inspection light beam combining unit that combines the light beams so as to travel on the same optical axis, and the inspection light beams combined by the inspection light beam combining unit are condensed toward the test lens held by the rotation holding unit. An inspection light beam irradiation optical system having a fixed lens that
A reflected light beam branching portion for branching an optical path of each reflected light beam on the plurality of test surfaces into a plurality of optical paths;
A reflected image acquisition optical system that forms a reflected image by the reflected light beam for each of the plurality of test surfaces branched by the reflected light beam branching unit on a common image plane;
An imaging unit in which an imaging surface is arranged on the common image plane in the reflected image acquisition optical system;
A magnification changing mechanism that changes the optical magnification of at least one of the inspection light beam irradiation optical system and the reflected image acquisition optical system for each optical path of the inspection light beam or the reflected light beam;
An arithmetic processing unit that obtains magnification change information by the magnification change mechanism and calculates eccentric amounts of the plurality of test surfaces from the rotation trajectories of the reflected images obtained by the imaging unit based on the magnification change information; An eccentricity measuring device comprising:
前記反射像取得光学系は、
倍率変更可能な結像光学系を備え、
前記変倍機構は、
前記結像光学系の光学倍率を変更し、変更された光学倍率の情報を前記倍率変更情報として、前記演算処理部に送出する結像倍率変更機構からなることを特徴とする請求項1に記載の偏心測定装置。
The reflected image acquisition optical system includes:
It has an imaging optical system that can change magnification,
The zoom mechanism is
2. The imaging magnification changing mechanism according to claim 1, further comprising an imaging magnification changing mechanism that changes an optical magnification of the imaging optical system and sends the changed optical magnification information as the magnification change information to the arithmetic processing unit. Eccentricity measuring device.
前記反射像取得光学系は、
焦点位置調整可能に設けられた結像光学系を備え、
前記変倍機構は、
前記検査光束照射光学系の前記各移動レンズを光軸に沿う方向に移動させて前記固定レンズを透過した各検査光束の集光位置を、前記複数の被検面の光学的な各球心位置から前記光軸に沿う方向にずらし、前記各集光位置のずらし量の情報を前記倍率変更情報として、前記演算処理部に送出する集光位置調整機構からなることを特徴とする請求項1に記載の偏心測定装置。
The reflected image acquisition optical system includes:
It has an imaging optical system that can adjust the focal position,
The zoom mechanism is
The converging position of each inspection light beam transmitted through the fixed lens by moving each moving lens of the inspection light beam irradiating optical system in the direction along the optical axis, and the optical ball center position of the plurality of test surfaces 2. A condensing position adjustment mechanism that shifts from a position along the optical axis to a direction along the optical axis and sends information on a shift amount of each condensing position as the magnification change information to the arithmetic processing unit. The eccentricity measuring apparatus as described.
前記被検レンズの光学データから、前記検査光束を前記複数の被検面の光学的な各球心位置に向けて集光した場合の前記各反射像の回転軌跡の回転半径を算出し、これらの回転半径を予め決められた一定範囲内の大きさに変更する、前記検査光束照射光学系および前記反射像取得光学系の少なくともいずれかの光学倍率をそれぞれ算出し、該光学倍率に応じて、前記変倍機構の変倍動作を制御する変倍機構制御部を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の偏心測定装置。   From the optical data of the test lens, calculate the rotation radius of the rotation trajectory of each reflected image when the inspection light beam is condensed toward the optical ball center position of the plurality of test surfaces, Is changed to a size within a predetermined range, the optical magnification of at least one of the inspection light beam irradiation optical system and the reflected image acquisition optical system is respectively calculated, and according to the optical magnification, The eccentricity measuring apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a zooming mechanism control unit that controls a zooming operation of the zooming mechanism.
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