JP2885422B2 - 形状評価装置および形状評価方法 - Google Patents
形状評価装置および形状評価方法Info
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- JP2885422B2 JP2885422B2 JP16689289A JP16689289A JP2885422B2 JP 2885422 B2 JP2885422 B2 JP 2885422B2 JP 16689289 A JP16689289 A JP 16689289A JP 16689289 A JP16689289 A JP 16689289A JP 2885422 B2 JP2885422 B2 JP 2885422B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、被測定物の形状を評価する形状評価装置
および形状評価方法に関する。
および形状評価方法に関する。
（従来の技術） 近年、プラスチックレンズの成形技術が確立され、各
種光学系にプラスチック製の非球面レンズが使われ始め
ている。
種光学系にプラスチック製の非球面レンズが使われ始め
ている。
ところで、こうした非球面レンスではどのような曲線
に製作されているかを知るために、被測定物である非球
面レンズの形状を測定して評価することが行なわれてい
る。
に製作されているかを知るために、被測定物である非球
面レンズの形状を測定して評価することが行なわれてい
る。
具体的には、従来、干渉渦を用いて評価をすることが
行なわれている。すなわち、非球面レンズの形状に応じ
て、マスターレンズ（基準レンズ）を手作業で作成す
る。そして、このマスターレンズを用い、レーザーによ
るホログラム手法で非球面レンズの形状を測定してい
た。
行なわれている。すなわち、非球面レンズの形状に応じ
て、マスターレンズ（基準レンズ）を手作業で作成す
る。そして、このマスターレンズを用い、レーザーによ
るホログラム手法で非球面レンズの形状を測定してい
た。
（発明が解決しようとする課題） ところが、レーザー干渉渦法は、形状のずれが生じて
いる部分がどのような曲線であるのかということを示す
数的指標がないので、設計時の形状との誤差を数式で求
めることができず、製品の評価は難しいものであった。
いる部分がどのような曲線であるのかということを示す
数的指標がないので、設計時の形状との誤差を数式で求
めることができず、製品の評価は難しいものであった。
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その
目的とするところは、測定情報の処理によって被測定物
を容易に評価することができる形状評価装置および形状
評価方法を提供することにある。
目的とするところは、測定情報の処理によって被測定物
を容易に評価することができる形状評価装置および形状
評価方法を提供することにある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、請求項１に記載の被評価
非球面形状の非球面式を回帰的な手法によって求めるた
めの形状評価装置は、被評価非球面形状を計測する第１
の手段と、第１の手段により計測された被評価非球面形
状上の非球面軸の位置及び傾斜を探索する第２の手段
と、前記非球面軸の位置及び傾斜に基づいて、前記第１
の手段により計測された被評価非球面形状を前記非球面
式に適する座標系に座標変換し、この座標変換結果から
回帰的手法によって被測定非球面形状の非球面式のパラ
メータを推定する第３の手段とを有する。
非球面形状の非球面式を回帰的な手法によって求めるた
めの形状評価装置は、被評価非球面形状を計測する第１
の手段と、第１の手段により計測された被評価非球面形
状上の非球面軸の位置及び傾斜を探索する第２の手段
と、前記非球面軸の位置及び傾斜に基づいて、前記第１
の手段により計測された被評価非球面形状を前記非球面
式に適する座標系に座標変換し、この座標変換結果から
回帰的手法によって被測定非球面形状の非球面式のパラ
メータを推定する第３の手段とを有する。
また、請求項４に記載の被評価非球面形状の非球面式
を回帰的な手法によって求めるための形状評価方法は、
被評価非球面形状を計測する第１の工程と、第１の工程
により計測された被評価非球面形状上の非球面軸の位置
及び傾斜を探索する第２の工程と、前記非球面軸の位置
及び傾斜に基づいて前記第１の工程により計測された被
評価非球面形状を前記非球面式に適する座標系に座標変
換し、この座標変換結果から回帰的手法によって被測定
非球面形状の非球面式のパラメータを推定する第３の工
程とを有する。
を回帰的な手法によって求めるための形状評価方法は、
被評価非球面形状を計測する第１の工程と、第１の工程
により計測された被評価非球面形状上の非球面軸の位置
及び傾斜を探索する第２の工程と、前記非球面軸の位置
及び傾斜に基づいて前記第１の工程により計測された被
評価非球面形状を前記非球面式に適する座標系に座標変
換し、この座標変換結果から回帰的手法によって被測定
非球面形状の非球面式のパラメータを推定する第３の工
程とを有する。
（作用） 請求項１の形状評価装置、請求項４の形状評価方法に
よると、被測定物の形状を測定する。そして、この測定
した形状の情報を用いて、順に非球面軸、非球面軸の傾
斜、回帰曲線を探索し、その後、探索した情報にしたが
って回帰曲線を算出する。そして、この回帰曲線と、上
記測定した被測定物の形状との偏差を求めることによ
り、被測定物の評価が行われる。
よると、被測定物の形状を測定する。そして、この測定
した形状の情報を用いて、順に非球面軸、非球面軸の傾
斜、回帰曲線を探索し、その後、探索した情報にしたが
って回帰曲線を算出する。そして、この回帰曲線と、上
記測定した被測定物の形状との偏差を求めることによ
り、被測定物の評価が行われる。
したがって、被測定物が容易に評価することができる
ようになる。しかも、ホログラム手法で用いる１個、数
百万円もするような品物を使用しないですむので、コス
トの点でも優れる。
ようになる。しかも、ホログラム手法で用いる１個、数
百万円もするような品物を使用しないですむので、コス
トの点でも優れる。
（実施例） 以下、この発明を第１図ないし第５図に示す一実施例
にもとづいて説明する。第１図は被測定物、例えば非球
面レンズの形状評価装置を示し、１は形状測定装置、例
えばフォームタリサーフである。そして、このフォーム
タリサーフ１を用いて、被測定物としての非球面レンズ
の形状を測定できるようになっている。
にもとづいて説明する。第１図は被測定物、例えば非球
面レンズの形状評価装置を示し、１は形状測定装置、例
えばフォームタリサーフである。そして、このフォーム
タリサーフ１を用いて、被測定物としての非球面レンズ
の形状を測定できるようになっている。
一方、２はマイクロコンピュータから構成された処理
回路である。処理回路２は、測定データから測定した形
状の非球面軸を探索する非球面軸探索回路３、この探索
した非球面軸の傾斜を探索する非球面軸傾斜探索回路
４、回帰曲線のパラメータを探索する回帰曲線パラメー
タ探索回路５、形状、非球面軸、非球面軸の傾斜の各探
索の結果にしたがって回帰曲線を算出する回帰曲線算出
回路６から構成されている。また各探索回路での探索に
は、減衰最小二乗法が用いられている。そして、処理回
路２は、非球面レンズの形状が読取られると、非球面軸
探索回路3,非球面軸傾斜探索回路4,回帰曲線パラメータ
探索回路5,回帰曲線算出回路６の順に数値処理を行なう
ようになっている。なお、回帰曲線式の算出には次式を
用いている。
回路である。処理回路２は、測定データから測定した形
状の非球面軸を探索する非球面軸探索回路３、この探索
した非球面軸の傾斜を探索する非球面軸傾斜探索回路
４、回帰曲線のパラメータを探索する回帰曲線パラメー
タ探索回路５、形状、非球面軸、非球面軸の傾斜の各探
索の結果にしたがって回帰曲線を算出する回帰曲線算出
回路６から構成されている。また各探索回路での探索に
は、減衰最小二乗法が用いられている。そして、処理回
路２は、非球面レンズの形状が読取られると、非球面軸
探索回路3,非球面軸傾斜探索回路4,回帰曲線パラメータ
探索回路5,回帰曲線算出回路６の順に数値処理を行なう
ようになっている。なお、回帰曲線式の算出には次式を
用いている。
但し、R:曲線半径、 K:円錘定数、 A1,A2,A3,…：非球面定数、 X2,X3,X4,…：回帰次数（任意に設定できる） そして、この処理回路２の入力側が上記フォームタリ
サーフ１に接続されている。また処理回路２の出力側に
は偏差グラフ表示装置７が接続されている。この偏差グ
ラフ表示装置７には、処理回路２で算出した回帰曲線
と、測定した非球面レンズのレンズ測定形状との偏差を
求めるべく、双方の結果を対比して表示する機能、例え
ば処理回路２で算出した回帰曲線を直線化して表示し、
この回帰曲線と対応するようにレンズ測定形状をプロッ
トするグラフ機能を有していて、グラフでレンズ測定形
状の偏差の大小を表わすようにしている。
サーフ１に接続されている。また処理回路２の出力側に
は偏差グラフ表示装置７が接続されている。この偏差グ
ラフ表示装置７には、処理回路２で算出した回帰曲線
と、測定した非球面レンズのレンズ測定形状との偏差を
求めるべく、双方の結果を対比して表示する機能、例え
ば処理回路２で算出した回帰曲線を直線化して表示し、
この回帰曲線と対応するようにレンズ測定形状をプロッ
トするグラフ機能を有していて、グラフでレンズ測定形
状の偏差の大小を表わすようにしている。
つぎに、こうして構成された形状評価装置の作用を、
形状評価方法と共に第２図に示すフローチャートにした
がって説明する。
形状評価方法と共に第２図に示すフローチャートにした
がって説明する。
すなわち、凸面の非球面レンズ（ピックアップヘッド
対物レンズ）の測定データに最もフィットする回帰曲線
を求める。
対物レンズ）の測定データに最もフィットする回帰曲線
を求める。
これには、まず、未知形状の非球面レンズのレンズ形
状をフォームタリサーフ１を用いて測定する。すると、
この測定データが処理回路２に入力されていく。ところ
が、この測定データを見ると、フォームタリサーフ基準
座標と、レンズ基準座標とが異なっている。実際には、
第３図に示される設計形状に対して「４μｍ」偏差して
いるようなレンズ測定形状が、測定データとして処理回
路２に入力されていく。
状をフォームタリサーフ１を用いて測定する。すると、
この測定データが処理回路２に入力されていく。ところ
が、この測定データを見ると、フォームタリサーフ基準
座標と、レンズ基準座標とが異なっている。実際には、
第３図に示される設計形状に対して「４μｍ」偏差して
いるようなレンズ測定形状が、測定データとして処理回
路２に入力されていく。
そこで、処理回路２では、まず、非球面軸探索回路３
において、減衰最小二乗法により、測定データから非球
面軸を探索していく。すなわち、第５図の一点鎖線αで
示す測定形状が入力されたとすると、実線のＺ軸に示さ
れるような非球面軸が算出されていく。つまり、中心座
標となる、非球面軸なるZ0,それと直角なX0の座標が得
られる。
において、減衰最小二乗法により、測定データから非球
面軸を探索していく。すなわち、第５図の一点鎖線αで
示す測定形状が入力されたとすると、実線のＺ軸に示さ
れるような非球面軸が算出されていく。つまり、中心座
標となる、非球面軸なるZ0,それと直角なX0の座標が得
られる。
ここで、測定時の傾斜を考慮しなければ正確なパラメ
ータを推定できないから、つぎに非球面軸傾斜探索回路
４で行なわれる減衰最小二乗法を使って、非球面軸の傾
斜θを探索していく。これにより、第５図の測定形状α
が「β」で示す測定時の一点鎖線のレンズ設置基準座標
に対応していき、回帰曲線に必要なうちのパラメータ
「X0,Z0,θ」が定められ、軸の傾斜θを補正する。する
と、第３図に示す設計形状からのレンズ形状の偏差が求
められる。
ータを推定できないから、つぎに非球面軸傾斜探索回路
４で行なわれる減衰最小二乗法を使って、非球面軸の傾
斜θを探索していく。これにより、第５図の測定形状α
が「β」で示す測定時の一点鎖線のレンズ設置基準座標
に対応していき、回帰曲線に必要なうちのパラメータ
「X0,Z0,θ」が定められ、軸の傾斜θを補正する。する
と、第３図に示す設計形状からのレンズ形状の偏差が求
められる。
こうした基本的なパラメータの探索が終えると、回帰
曲線パラメータ探索回路５によって演算される減衰最小
二乗法により、残る回帰線のパラメータ、Ｒ（曲率半
径）、Ｋ（円錘定数）、A1,A2,A3,…（非球面定数）、X
2,X3,X4,…（回帰次数）が推定されていく。そして、こ
うして得られるパラメータを使って、次に回帰曲線算出
回路６で； なる式の演算が行なわれていく。これにより、測定デ
ータに最もフィットした回帰曲線が数値で表わされてい
く。
曲線パラメータ探索回路５によって演算される減衰最小
二乗法により、残る回帰線のパラメータ、Ｒ（曲率半
径）、Ｋ（円錘定数）、A1,A2,A3,…（非球面定数）、X
2,X3,X4,…（回帰次数）が推定されていく。そして、こ
うして得られるパラメータを使って、次に回帰曲線算出
回路６で； なる式の演算が行なわれていく。これにより、測定デ
ータに最もフィットした回帰曲線が数値で表わされてい
く。
そして、偏差グラフ表示装置７において、この処理回
路２で算出した回帰曲線とレンズ測定形状との偏差が、
図４に示すように、回帰曲線を基準として（図に一点鎖
線で示す）、実線で示すようにグラフ表示されていく。
そして、これと共にこの回帰曲線と対応するようにレン
ズ測定形状がグラフ表示されていく。
路２で算出した回帰曲線とレンズ測定形状との偏差が、
図４に示すように、回帰曲線を基準として（図に一点鎖
線で示す）、実線で示すようにグラフ表示されていく。
そして、これと共にこの回帰曲線と対応するようにレン
ズ測定形状がグラフ表示されていく。
しかるに、グラフ表示された線間相互は、レンズ測定
形状の偏差の大小を表わすことになる。それ故、偏差か
ら非球面レンズの形状を高い正確さで評価することがで
きる。実験によれば、本実施例は「0.1μｍ」の誤差の
回帰曲線を求めることができた。つまり、その解析能に
応じたレンズ形状の解析評価ができる。
形状の偏差の大小を表わすことになる。それ故、偏差か
ら非球面レンズの形状を高い正確さで評価することがで
きる。実験によれば、本実施例は「0.1μｍ」の誤差の
回帰曲線を求めることができた。つまり、その解析能に
応じたレンズ形状の解析評価ができる。
したがって、測定情報の処理によって被測定物を容易
に評価することができる。しかも、従来のようなホログ
ラム手法で用いる１個、数百万円もするような品物を使
用しないので、コストの点でも優れる。
に評価することができる。しかも、従来のようなホログ
ラム手法で用いる１個、数百万円もするような品物を使
用しないので、コストの点でも優れる。
［発明の効果］ 以上説明したように請求項１の形状評価装置、請求項
２の形状評価方法によれば、測定情報の処理によって被
測定物を容易に評価することができる。しかも、ホログ
ラム手法の１個、数百万円もするような品物を使用しな
いので、コストの点でもよい。
２の形状評価方法によれば、測定情報の処理によって被
測定物を容易に評価することができる。しかも、ホログ
ラム手法の１個、数百万円もするような品物を使用しな
いので、コストの点でもよい。
第１図はこの発明の一実施例を示し、第１図は形状評価
装置の構成を示すブロック図、第２図は非球面の測定デ
ータから回帰曲線を算出する工程を示すフローチャー
ト、第３図は形状測定装置の形状測定による偏差を示す
線図、第４図は算出した非球面の回帰曲線と測定形状と
の偏差を示す線図、第５図は先の回帰曲線を算出する工
程に沿って行なわれる探索を説明するための図である。 １……フォームタリサーフ、３……非球面軸探索回路、
４……非球面軸傾斜探索回路、５……回帰曲線パラメー
タ探索回路、６……回帰曲線算出回路、７……偏差グラ
フ表示装置。
装置の構成を示すブロック図、第２図は非球面の測定デ
ータから回帰曲線を算出する工程を示すフローチャー
ト、第３図は形状測定装置の形状測定による偏差を示す
線図、第４図は算出した非球面の回帰曲線と測定形状と
の偏差を示す線図、第５図は先の回帰曲線を算出する工
程に沿って行なわれる探索を説明するための図である。 １……フォームタリサーフ、３……非球面軸探索回路、
４……非球面軸傾斜探索回路、５……回帰曲線パラメー
タ探索回路、６……回帰曲線算出回路、７……偏差グラ
フ表示装置。
Claims (6)
- 【請求項１】被評価非球面形状の非球面式を回帰的な手
法によって求めるための形状評価装置であって、 被評価非球面形状を計測する第１の手段と、 第１の手段により計測された被評価非球面形状上の非球
面軸の位置及び傾斜を探索する第２の手段と、 前記非球面軸の位置及び傾斜に基づいて、前記第１の手
段により計測された被評価非球面形状を前記非球面式に
適する座標系に座標変換し、この座標変換結果から回帰
的手法によって被測定非球面形状の非球面式のパラメー
タを推定する第３の手段と を有することを特徴とする非球面形状の形状評価装置。 - 【請求項２】請求項１記載の形状評価装置において、 被評価非球面形状は、非球面レンズの非球面形状である
ことを特徴とする形状評価装置。 - 【請求項３】請求項１記載の形状評価装置において、 第３の手段は、 減衰最小二乗法を用いて非球面式のパラメータを推定す
るものであることを特徴とする形状評価装置。 - 【請求項４】被評価非球面形状の非球面式を回帰的な手
法によって求めるための形状評価方法であって、 被評価非球面形状を計測する第１の工程と、 第１の工程により計測された被評価非球面形状上の非球
面軸の位置及び傾斜を探索する第２の工程と、 前記非球面軸の位置及び傾斜に基づいて前記第１の工程
により計測された被評価非球面形状を前記非球面式に適
する座標系に座標変換し、この座標変換結果から回帰的
手法によって被測定非球面形状の非球面式のパラメータ
を推定する第３の工程と を有することを特徴とする非球面形状の形状評価方法。 - 【請求項５】請求項４記載の形状評価方法において、 評価対象の非球面形状は、非球面レンズの非球面形状で
あることを特徴とする形状評価方法。 - 【請求項６】請求項４記載の形状評価方法において、 第３の工程は、 減衰最小二乗法を用いて非球面式のパラメータを推定す
るものであることを特徴とする形状評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16689289A JP2885422B2 (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 形状評価装置および形状評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16689289A JP2885422B2 (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 形状評価装置および形状評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0333635A JPH0333635A (ja) | 1991-02-13 |
| JP2885422B2 true JP2885422B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=15839562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16689289A Expired - Fee Related JP2885422B2 (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 形状評価装置および形状評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2885422B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010190790A (ja) * | 2009-02-19 | 2010-09-02 | Olympus Corp | 面形状測定機、面形状測定方法、及び面形状の測定値の解析方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100461591B1 (ko) * | 2002-07-27 | 2004-12-14 | 삼성전자주식회사 | 광학렌즈 성형방법 |
| JP2010032473A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-12 | Sony Corp | 形状評価装置、形状評価方法および形状評価プログラム |
| JP5275853B2 (ja) * | 2009-03-06 | 2013-08-28 | オリンパス株式会社 | 面形状測定機、面形状測定方法、及び面形状の測定値の解析方法 |
| JP5138656B2 (ja) * | 2009-10-15 | 2013-02-06 | シャープ株式会社 | レンズ評価方法 |
-
1989
- 1989-06-30 JP JP16689289A patent/JP2885422B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010190790A (ja) * | 2009-02-19 | 2010-09-02 | Olympus Corp | 面形状測定機、面形状測定方法、及び面形状の測定値の解析方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0333635A (ja) | 1991-02-13 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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