JP3206984B2

JP3206984B2 - レンズ総合検査機

Info

Publication number: JP3206984B2
Application number: JP25651392A
Authority: JP
Inventors: 西岡公彦
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-09-25
Filing date: 1992-09-25
Publication date: 2001-09-10
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: JPH06109582A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズ総合検査機に関
するものであり、特に、レンズの面形状、中心肉厚、偏
心、屈折異常等を一度に測定して、被検レンズの合否を
判定できるレンズ総合検査機に関する。

【０００２】

【従来の技術】カメラ、顕微鏡、内視鏡等の光学機器に
は、多数のレンズが用いられている。近年は、これらの
レンズに非球面を用いることも多くなってきた。しかし
ながら、加工後のレンズの検査、特に、非球面レンズの
検査はまことに面倒なものである。

【０００３】つまり、モールド、精研削等で加工された
レンズの２つの面（非球面又は球面）の形状を、１面ず
つフィゾー形の干渉計あるいは接触針方式の形状測定機
で測定し、次に、そのレンズの中心肉厚をダイヤルゲー
ジ等の接触式測定機で検査し、最後に、２つの面の偏心
をサイダ方式の芯取機、類似の方法、又は、非球面専用
に開発された特殊な偏心測定機等（特開平１−２９６１
３２号）で調べるという具合である。上記の方法は、レ
ンズの測定項目一つずつについて別の測定機を用いるた
め、能率が悪く、接触方式の測定機では、被検レンズを
傷つける心配もあり、大量生産品のレンズの検査には適
さなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、レンズ
の面形状、中心肉厚、偏心はもちろん、レンズ素材の屈
折率の設計値からのズレによって生ずる光線屈折の異常
までも一度の測定で測定し、レンズの合否を判定できる
レンズ総合検査機を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のレンズ総合検査機は、光源と、該光源からの光束を
２つの光路に分割する光束分割手段と、前記２つの光路
の中、一方の光路中にレンズの製作誤差を求めるための
比較対象として配置された基準レンズと、前記２つの光
路の中の他方の光路中に配置された被検レンズと、前記
基準レンズを透過した一方の光束と前記被検レンズを透
過した他方の光束とを再び合成する光束合成手段と、前
記光束合成手段の後方に少なくとも１つ設けられた結像
手段と、前記結像手段によって形成される干渉縞に基づ
いて位相データを算出する手段、算出された位相データ
から収差量を算出する手段、及び、算出された収差量か
ら前記被検レンズの合否を判定する判定手段を有する演
算手段と、を備えた縦型マッハツェンダー干渉計タイプ
のレンズ総合検査機において、前記の算出された収差量
から前記被検レンズの合否を判定する判定手段を有する
演算手段中に、レンズの設計製作上の項目である面偏心量中心肉厚と面曲率に対応する量面形状と屈折率異常に対応する量のそれぞれを分離して算出する算出手段を備え、少なく
とも、算出された面偏心量を合否判定の対象項目とする
ことを特徴とするものである。この場合、面偏心量は、
位相データのティルトとコマ収差の少なくとも２成分に
てその算出手段にて算出されることが望ましい。

【０００６】

【作用】本発明においては、縦型マッハツェンダー干渉
計を用い、その干渉計の等価の２つの光路に被検レンズ
と基準レンズを配置し、被検レンズの光路で生ずる波面
収差と基準レンズの光路で生ずる波面収差の差を干渉縞
として得て、干渉縞の形を解析して、レンズ面形状、レ
ンズ肉厚、偏心等の値を知るものであるので、１回の測
定で、レンズの肉厚、面曲率、偏心、面形状、脈理等の
誤差によって生じる不良を容易に発見することができ、
レンズの生産性を大幅に向上させることができる。

【０００７】

【実施例】次に、本発明のレンズ総合検査機を実施例に
基づいて説明する。図１は、本発明の１実施例の全体の
構成を示す図である。このレンズ総合検査機は、基本的
に、マッハツェンダー型の干渉計４に干渉縞解析用の画
像処理用ワークステーション５を組み合せたものであ
る。

【０００８】干渉計４は、レーザー１１からの光を可変
ＮＤフィルター４３を通過させた後、ビームエキスパン
ダー１２によりその径を広げ、明るさ絞り１５を通し
て、ビームスプリッター１６で２つの光路Ｒ、Ｓに分
け、別のビームスプリッター２４でこれらの光路を再び
合成して、スクリーン１０上に干渉縞を結像させるもの
である。

【０００９】そして、干渉計４のビームスプリッター１
６で分けられた２つの光路Ｒ、Ｓ上には、それぞれ基準
レンズ６と被検レンズ７とが配置されている。なお、被
検レンズ７が凹レンズの場合には、図示のように、入射
レンズ８、９が２つの光路Ｒ、Ｓ上にバヨネットマウン
ト又はスライダー方式等によって固定される。

【００１０】基準レンズ６としては、いくつかの被検レ
ンズの中から、被検レンズ７の設計値に近いレンズを前
述の従来方法等によって見つけ出しておく。あるいは、
精研削加工等によって、設計値に近い精度の良いレンズ
を作り、基準レンズ６として用いてもよい。

【００１１】干渉計４の２つの光路ＲとＳ上とは全く等
価に作られているので、被検レンズ７の基準レンズ６に
対する光路差、あるいは、より正確には、被検レンズ７
の光路で生ずる波面収差と基準レンズ６の光路で生ずる
波面収差の差が、干渉縞としてスクリーン１０上に結像
されるようになっている。スクリーン１０は、レーザー
のスペックルパターンを避けるため、毎秒数回回転して
いる。この上に形成される干渉縞の形を解析して、レン
ズ面形状、レンズ肉厚、偏心等の値を知ることができる
が、これについては後述する。

【００１２】干渉計４についてさらに説明すると、レー
ザー１１からの光は可変ＮＤフィルター４３を通過した
後、ビームエキスパンダー１２によりその径が広げられ
る。ビームエキスパンダー１２を構成する凸レンズ１３
は、スライド機構等により、焦点距離の異なる２種類又
はそれ以上のものを交換して利用することができる。こ
の凸レンズ１３としては、顕微鏡の対物レンズ等を用い
るとよい。ビームエキスパンダー１２のコリメータ１４
は、焦点距離２００〜５００ｍｍの接合レンズを用いる
とよい。なお、ビームエキスパンダー１２中の符号４４
はピンホールを示す。

【００１３】ビームエキスパンダー１２の後の明るさ絞
り１５を通った光は、上記のように、ビームスプリッタ
ー１６で２つの光路Ｒ、Ｓに分けられ、それぞれミラー
１７、１８で反射される。一方の光路Ｓのミラー１８に
はピエゾ素子１９が付いており、ミラー１８の角度をわ
ずかに変えることにより、干渉縞をスキャンして、前述
の波面収差の差の付号を含めた値を、３〜８枚の位相の
異なる干渉縞から求めることができる。

【００１４】ところで、被検レンズ７が凹レンズの場合
には、入射レンズ９により集光光束として、被験レンズ
７に入射させる。入射レンズ８、９は、開口数（ＮＡ）
の大きい凹レンズでも測定できるように、２種類のもの
がバヨネットマウント等で交換可能になっており、その
１つはＮＡ０．９９６程度、もう１つはＮＡ０．８８程
度である。これらのレンズとしては、特開平４−９８１
１号記載のもの等が用いられる。これらのレンズは、上
記のようにバヨネットマウント等で光路内に設置される
が、２光路Ｒ、Ｓのそれぞれの光軸に対して、偏心なく
設置できるよう、少なくとも一方のレンズには偏心調整
機構が設けられている。偏心調整機構は、バヨネットの
干渉計マウント側に設けてもよいし、レンズのマウント
側に設けてもよいし、両方に設けてもよい。

【００１５】入射レンズ８、９は光軸に沿って移動可能
であり、被検凹レンズ７の２面の有効径を十分カバーす
るような最適な光軸上の位置に固定することができる。
その位置は、マグネスケール等のデジタルノギスで直読
できるようになっている。

【００１６】また、被検レンズ７と基準レンズ６は、図
２に断面を示すようなレンズホルダー２０に載せられ、
光路中のステージ２１上に置かれる。ステージ２１の基
準面からレンズ７（６）の頂点までの高さＨは、被検レ
ンズ７（６）の種類毎に異なっており、被検レンズ７
（６）の２つの面の有効径を光束が十分覆うことがで
き、かつ、被検レンズ７（６）通過後の光束が集光レン
ズ２３（２２）をケラレることなく通過し、かつ、被検
レンズ７（６）とスクリーン１０とが光学的に共役とな
るような高さＨに選ばれている。したがって、ステージ
２１の高さは、被検レンズ７の種類が変わっても変更す
る必要がないので、取り扱い上便利である。なお、被検
レンズ７用のステージ２１は水平に置かれており、ま
た、図１に上下を示すごとく、４は縦型のマッハツェン
ダー干渉計であるため、レンズホルダー２０、被検レン
ズ７は重力によりステージ２１上に置かれる。基準レン
ズ６側の構造も同様であるが、ステージ２１の基準面は
垂直になるため、基準レンズホルダー２０は基準レンズ
ステージ２１にバネ等で圧着される。また、基準レンズ
６は、基準レンズホルダー２０に接着又は板バネ等で固
定しておくので、垂直の配置でも落ちることはない。

【００１７】さらに、基準レンズ６と被検レンズ７の後
に配置される集光レンズ２２、２３は固定されており、
これらを通過した光束はビームスプリッター２４で一つ
に合成され、スクリーン１０上に干渉縞を作る。集光レ
ンズ２２、２３としては、入射レンズ８、９と同じレン
ズを用いればよい。

【００１８】スクリーン１０は、光軸に沿って矢印方向
に調節可能であり、被検レンズ７とスクリーン１０が共
役になる位置の近傍で、かつ、干渉縞の歪曲収差が小さ
くなる位置に設置される。ここで、干渉縞の歪曲収差と
いうのは、図３に被検レンズ７からスクリーン１０に至
る光路図を示すように、被検レンズ７面での光線の間隔
が等間隔でも、つまり、点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅが等間隔
でも、スクリーン１０上でそれらが不等間隔、つまり、
点Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’、Ｅ’が不等間隔になってし
まうことである。これは、被検レンズ７の高さＨとスク
リーン１０の位置、及び、入射レンズ９の光軸上の位置
を最適に選べば、スクリーン１０上でも光線が等間隔に
なるようにすることができる。このためには、全光学系
の光線追跡を行って最適な位置を選べばよい。このと
き、被検レンズ７とスクリーン１０との共役関係は多少
崩れてもよい。

【００１９】さて、両光路Ｒ、Ｓを通ってきた光はビー
ムスプリッター２４で一緒になり、結像レンズ２５によ
ってスクリーン１０上に干渉縞を作る。結像レンズ２５
は干渉計４のフレームに固定されている。

【００２０】結像レンズ２５とスクリーン１０との間に
はアライメント絞り２６がある。この使い方は後述す
る。

【００２１】干渉縞は補助接写レンズ２７で拡大され
る。補助接写レンズ２７としては、焦点距離５０〜１３
５ｍｍ、Ｆナンバーが４より明るい写真レンズが好適で
ある。補助接写レンズ２７の後方にはＴＶズームレンズ
２８が配置され、補助接写レンズ２７とＴＶズームレン
ズ２８はほぼアフォーカルになっており、ＴＶズームレ
ンズ２８により干渉縞は適当な大きさにされ、ＴＶカメ
ラのＣＣＤ２９上に結像される。アライメント絞り２６
と補助接写レンズ２７とは、スクリーン１０と一体に光
軸方向に移動可能になっている。

【００２２】ＣＣＤ２９からの信号は縞解析装置５に入
力し、ここで干渉縞が解析されて、被検レンズ７の各種
寸法、公差が明らかになり、合格・不合格が判定され
る。

【００２３】また、干渉縞は、テレビモニター３０でリ
アルタイムで観測することができる。そのために、テレ
ビモニター３０はＴＶカメラからのＮＴＳＣ信号をその
まま取り込んでいる。カラーディスプレイ３１には、画
像処理後の結果が表示される。

【００２４】以上が概略の動作説明であるが、明るさ絞
り１５は、被検レンズ７となるべく共役な位置４５に置
くのがよい。図１の例では、ビームエキスパンダー１２
の凸レンズ１３とコリメータ１４の間がそれに当たる。
なぜなら、凹レンズ測定時、干渉縞のサイズはこの絞り
１５の径で決まるからである。

【００２５】次に、被検レンズ７の検査を始めるに当た
っての操作手順を述べる。まず、光路Ｓ中のシャッター
３２を閉じ、光路Ｒ中のシャッター３３を開き、基準レ
ンズ６をステージ２１の上に置く。この時、レンズ６の
中心が干渉計光軸の中心と一致するようにするために、
アライメント絞り２６を開閉して、スクリーン１０上に
映るレンズ６を通った光束の像（明るい円盤）が絞り２
６の開閉と共に均等にケラレるように、基準レンズ６の
ステージ２１の微動調節を行う。

【００２６】次に、光路Ｓ中のシャッター３２を開き、
被検レンズ７をレンズホルダー２０と共にステージ２１
上に置く。

【００２７】図４は、ステージ２１、レンズホルダー２
０を光軸後方から見た図で、ステージ２１上にはＶ字形
の溝を持つ支え３４があり、レンズホルダー２０の外周
を支えつつ、レンズホルダー２０を光軸回りに回転させ
ることができる。レンズホルダー２０を回転させて被検
レンズ７を回した時、被検レンズ７と基準レンズ６との
干渉でできる干渉縞の形が、被検レンズ７の回転と共に
形を変えずに回るように、ステージ２１の微動調節を行
う。このようにして、レンズホルダー２０の回転中心が
光軸上にくるようにすることができる。以上で、初期設
定は終了である。

【００２８】次に、生産レンズの検査に入る。ステージ
２１からレンズホルダー２０を取り出し、レンズホルダ
ー２０に被検レンズ７を入れ、支え３４に突き当てる。
この時、ステージ２１の光軸方向（Ｚ方向）微動ネジを
動かして、干渉縞がヌルフリンジに近づくようにしても
よいが、光軸と直交する方向の微動ネジは動かさない。
これが本レンズ総合検査機の特徴である。このため、１
個のレンズの検査毎に、従来、毎回微動ネジをＸ、Ｙ、
Ｚの３軸について動かしていたアライメント操作が簡略
化され、高速にレンズの検査をすることができる。

【００２９】次に、干渉縞の形から被検レンズ７の諸検
査項目を検査する方法について述べる。

【００３０】ミラー１８の微動によりフリンジスキャン
を行って得た複数の干渉縞から、位相データ（波面収差
の差に相当するデータ）が得られる。これは、フリンジ
スキャンと呼ばれる技術である。この解析から、レンズ
諸検査項目のデータを得る方法を次に説明する。

【００３１】図６にレンズ合否判定のフローチャートを
示す。まず、ステップ１で上記のように測定して、ステ
ップ２で位相データを得る。位相データをＷ（ρ，θ）
で表す。これを、ステップ３でツェルニケ（Ｚｅｒｎｉ
ｋｅ）の多項式で展開する。例えば、３次までのツェル
ニケ多項式で展開すればよい。この定義は、汎用レンズ
設計プログラム“ＣｏｄｅＶ”で用いられているものと
同じである。

【００３２】Ｚ_nはｆ_nの係数である。

【００３３】次に、ステップ４で、３次のザイデル収差
をツェルニケ多項式の係数から求める。

【００３４】次に、ステップ５で、求めたザイデル係数から、球面収
差が許容できるか否かを判断する。ここで、球面収差は
主にレンズの肉厚誤差、又は、レンズの曲率誤差で生ず
る。したがって、シミュレーションによって、レンズの
許容肉厚誤差、又は、許容曲率誤差で生ずる球面収差係
数を求めておいて、その値より測定から得た球面収差が
大きければ、不合格とする。

【００３５】次に、ティルトとコマ収差と非点収差は、
レンズの面の偏心によって生じるので、ステップ６で、
この３つの収差（あるいは、この中の１つ又は２つの収
差）の解析から、レンズの２つの面の光軸に対する偏心
を計算し、ステップ７で、計算により得られた偏心が許
容できるか否かを判断する。

【００３６】ここで、この偏心の計算について述べる。
非球面レンズの２つの面を通過した光束による干渉縞
を、図１の装置で測定することができるので、レンズ肉
厚と２つの面の形状が設計値に比較的近いと仮定すれ
ば、干渉縞の解析により、各面の干渉計光軸に対する、
偏心と方位、傾きと方位を求めることが可能である。干
渉縞をツェルニケ多項式で３次収差の範囲で解析した
時、偏心情報は、ｘ、ｙ各方向のティルト：Ｚ₂、
Ｚ₃、ｘ、ｙ各方向の非点収差：Ｚ₅、Ｚ₆、ｘ、ｙ各
方向のコマ収差：Ｚ₇、Ｚ₈の独立した６つの成分に含
まれるから、１つのレンズの中の一方の面だけが非球面
のレンズであれば、非球面のｘ、ｙ方向の偏心：δ_AX,
δ_AY、非球面のｘ、ｙ方向の傾き：ε_AX,ε_AY、球面の
ｘ、ｙ方向の偏心：δ_SX,δ_SYの６つの未知数を連立方
程式を解くことによって、求めることができる。

【００３７】つまり、

【００３８】

【数１】

【００３９】・・・式（２）を解けばよいのである。こ
の中、Ｚ₂〜Ｚ₈は、式（１）を用いて干渉縞の解析に
よって求められる。

【００４０】偏微分係数は、コンピュータシミュレーシ
ョンプログラム（例えば、“ＣｏｄｅＶ”）を用いて求
める。

【００４１】式（２）の右辺の行列［Ｍ］の成分につい
て並べると、下式（３）のように、独立な成分は９つだ
けである。

【００４２】

【数２】

【００４３】・・・式（３）これは、レンズが軸対称な
ので、当然の結果である。非点収差の項は、そのｘ成分
がｙ方向偏心で生ずることに注意してほしい。

【００４４】ティルトとコマ収差だけから偏心を求める
場合も同様である（ただし、未知数は４つに減る。）。

【００４５】図６に戻って、次に、ステップ８で、位相
データから３次収差で展開した成分を引き去る。する
と、残った収差は、不定形のレンズ面の製作誤差、ある
いは、ガラス又はプラスチック等のレンズ素材の脈理に
よって生ずるものである。

【００４６】したがって、この残った収差の自乗平均
（Ｒ．Ｍ．Ｓ．）あるいは最大値と最小値の差（Ｐ．
Ｖ．値）に、限界値を設定しておけば、これらの製作誤
差による不良レンズを発見することができる。この判定
を次のステップ９で行う。

【００４７】なお、上記では、フリンジスキャンによる
位相データの解析で合否を判定したが、１枚の干渉縞の
形から眼視によってティルト、コマ、球面収差等の成分
を読み取ることも慣れればできるので、高速、簡単に合
否が判定できる。

【００４８】次に、本発明の別の改良例について説明す
る。干渉計本体は、アルミ又は鉄等の板材の組み合せ、
鋳物で作るのが一般的であるが、温度変化に弱い欠点が
ある。そこで、カーボンファイバー材（商品名：グラノ
ック（日本石油（株）製）、石油ピッチ系炭素繊維）等
を用いれば、温度に対する膨張係数がほとんど０のた
め、温度が変化しても狂いの出ない干渉計を作ることが
できる。

【００４９】図７、図８は、被検レンズ７のホルダーに
形状記憶合金でできたリング３５を用いた例を示すもの
で、図７は平面図、図８は側面図である。図４のホルダ
ー２０のように、被検レンズ７をホルダー２０の穴の中
に入れると、穴とレンズのガタで偏心が起き、測定の誤
差が生じる。これを解決したのが図７〜８の例で、ヒー
ター３６によってリング３５の温度が上昇すると、リン
グ３５が広がり、レンズ７を取り出すことができる。電
源を切り、リング３５の温度が下がると、リング３５が
縮まり、レンズ７が固定される。この状態で測定すれば
よい。低温時のリング３５の形の中心と光軸の中心とを
一致させておけば、ガタによる偏心の影響のない測定が
できる。なお、温度の上下とリング３５の形状の変化と
は、上述の逆にしてもよい。

【００５０】次に、干渉計の精度を向上させるための方
法について述べる。マッハツェンダー型干渉計では、２
光路の波面収差の差が測定誤差となって出てくる。これ
は、画像処理時に補正してやればよい。図９にこのとき
のフローチャートを示す。このフローチャートから処理
は明らかであるので、説明は省く。

【００５１】この考え方は、さらに基準レンズ６の設計
値からのズレの補正にも用いることができる。

【００５２】接触式の形状測定機等で、基準レンズ６の
形状の設計値からのズレΔが分かっていれば、これによ
って生ずる波面収差Ｗ₀は、Ｗ₀＝Δ（ｎ−１）／λ ・・・式（４）である。ｎはレンズの屈折率で、λはレーザー光源の波
長である。したがって、式（４）で求まるＷ₀を計算し
ておき、図９のフローチャートのに書き込めば、基準
レンズの設計値からのズレが補正されて、高精度の判定
ができる。

【００５３】それどころか、この方法をさらに拡張し
て、基準レンズ６に、被検レンズ７の形状に近いが形が
異なるレンズを用いることもできる。Δを測定し、Ｗ₀
を式（４）で計算しておけばよいのである。

【００５４】この場合、基準レンズ６に球面レンズを用
いて、被検レンズ７に非球面レンズを用いることも可能
になる。

【００５５】図６のフローチャートでは、フリンジスキ
ャンによって求めた位相データから３次収差を求めて、
それからレンズの偏心量が求まることを示したが、さら
に精密に行う場合は、次のようにする。

【００５６】そのフローチャートを図１０示す。Δｒ＝
（Δｘ，Δｙ）だけ、被検レンズ７を微動させ、図６の
偏心測定を繰り返す。統計平均をとることにより、１回
だけの測定から求めるのに比べて、精度の良いデータが
得られる。

【００５７】なお、図６、図９、図１０何れの例でも、
波面収差としてはザイデルの３次収差に限らず、５次、
７次、９次等、高次の波面収差を用いてもよい。その場
合、精度がより向上する。

【００５８】また、図６、図９、図１０の例で用いる一
連の解析ソフトは、ユーザー側でプログラム可能にして
おくとよい。これは、簡単なインタープリターをＣ言語
等で作成して、ワークステーションにインストールして
おき、ワークステーションのキーボードからユーザーが
プログラムを入力すると、それに従って一連の解析が行
われる。

【００５９】図１１は、レンズの自動搬送機３７と本発
明の検査機とを組み合せた例を示す斜視図で、図６、図
９、図１０等のフローチャートによる画像処理を用いた
自動判定により、無人のレンズ合否判定が可能となる。
この場合、各レンズの外径を干渉計光軸の中心に位置決
めすることが必要となるが、位置決め用のセンサー３８
により所定の位置に±１μｍ程度の精度で設定すること
ができる。位置決め用センサー３８としては、顕微鏡に
ＴＶカメラを組み合せたものが考えられる。その外、接
触式の位置センサー等を用いてもよい。

【００６０】また、レンズホルダー２０には、図４、図
５に４６で示すように、空気抜き用の穴を何カ所かにあ
け、それに網を張っておくとよい。網を張るのは、被検
レンズ７がこの穴から下へ落下するのを防止するためで
ある。図５は図４を光軸を含む断面で切った図であり、
空気抜きの穴４６によって、ステージ２１にホルダー２
０を載せた時、被検レンズ７がホルダー２０から飛び出
るのを防止できる。

【００６１】レンズホルダーとしては、図２、図４に示
したものの外、図１２に示すように、透明なガラス板３
９で作り、その上に被検レンズ７を載せてもよい。図
中、４０はレンズ７の周囲を支えるリングで、支え難い
直径の小さなレンズの場合に有効である。

【００６２】また、図１３のように、レンズホルダーの
代わりに、Ｖ溝４１でレンズ７を受けるようにしてもよ
い。この時、支えられたレンズ７の光軸中心が干渉計光
軸の中心と一致するようにしておく必要がある。なお、
Ｖ溝４１はステージ２１の上に載せて使用する。

【００６３】図１４は、Ｖ溝４１の変形で、丸味をもっ
たガイド４２でレンズ７を受け、干渉縞を観測する例で
ある。被検レンズ７をガイド４２に沿って送ることで、
次から次へと測定できるので、便利である。ガイド４２
の隅で受けたレンズ７の光軸と干渉計光軸とが一致する
ように、ガイド４２の位置を決めておく。

【００６４】干渉縞をＣＣＤ２９で撮影する場合、図１
５のように、干渉縞の密な方向がＣＣＤ２９の対角方向
になるように、レンズホルダー２０を回転させて合否判
定を行うとよい。その理由は、ＣＣＤ２９のナイキスト
限界は図１６のようになるので、対角方向の方がより細
かい周波数の縞までエリアジングを起こすことなく検出
できるからである。図１６において、Ｐ_xはＣＣＤ２９
の水平方向ピッチ、Ｐ_yはＣＣＤ２９の垂直方向ピッ
チ、Ｕ_xはＣＣＤ２９の水平方向像面周波数、Ｕ_yはＣ
ＣＤ２９の垂直方向像面周波数である。

【００６５】以上、本発明のレンズ総合検査機をいくつ
かの実施例に基づいて説明したが、本発明はこれら実施
例に限定されず種々の変形が可能である。

【００６６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のレンズ総合検査機によると、縦型マッハツェンダー干
渉計を用い、その干渉計の等価の２つの光路に被検レン
ズと基準レンズを配置し、被検レンズの光路で生ずる波
面収差と基準レンズの光路で生ずる波面収差の差を干渉
縞として得て、干渉縞の形を解析して、レンズ面形状、
レンズ肉厚、偏心等の値を知るものであるので、１回の
測定で、レンズの肉厚、面曲率、偏心、面形状、脈理等
の誤差によって生じる不良を容易に発見することがで
き、レンズの生産性を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレンズ総合検査機の１実施例の全体の
構成を示す図である。

【図２】被検レンズと基準レンズの取り付け構造を示す
断面図である。

【図３】被検レンズからスクリーンに至る光路図であ
る。

【図４】ステージとレンズホルダーを光軸後方から見た
図である。

【図５】図４を光軸を含む断面で切った図である。

【図６】レンズ合否判定のフローチャートである。

【図７】被検レンズのホルダーの別の例を示す平面図で
ある。

【図８】図７の例の側面図である。

【図９】変形例のレンズ合否判定のフローチャートであ
る。

【図１０】レンズ合否判定の別の例のフローチャートで
ある。

【図１１】レンズの自動搬送機と本発明の検査機とを組
み合せた例を示す斜視図である。

【図１２】レンズホルダーの別の例を示す側面図であ
る。

【図１３】レンズホルダーのさらに別の例を示す平面図
である。

【図１４】レンズホルダーのさらにもう１つの例を示す
平面図である。

【図１５】干渉縞とＣＣＤの向きの関係を示す図であ
る。

【図１６】ＣＣＤのナイキスト限界を示す図である。

【符号の説明】

４…マッハツェンダー型干渉計５…画像処理用ワークステーション（縞解析装置）６…基準レンズ７…被検レンズ８、９…入射レンズ１０…スクリーン１１…レーザー１２…ビームエキスパンダー１３…凸レンズ１４…コリメータ１５…明るさ絞り１６…ビームスプリッター１７、１８…ミラー１９…ピエゾ素子２０…レンズホルダー２１…ステージ２２、２３…集光レンズ２４…ビームスプリッター２５…結像レンズ２６…アライメント絞り２７…補助接写レンズ２８…ＴＶズームレンズ２９…ＣＣＤ３０…テレビモニター３１…カラーディスプレイ３２、３３…シャッター３４…Ｖ字形溝の支え３５…形状記憶合金製リング３６…ヒーター３７…レンズ自動搬送機３８…位置決め用センサー３９…ガラス板４０…支えリング４１…Ｖ溝４２…ガイド４３…可変ＮＤフィルター４４…ピンホール４５…被検レンズと共役な位置４６…空気抜き用穴

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、該光源からの光束を２つの光路
に分割する光束分割手段と、前記２つの光路の中、一方
の光路中にレンズの製作誤差を求めるための比較対象と
して配置された基準レンズと、前記２つの光路の中の他
方の光路中に配置された被検レンズと、前記基準レンズ
を透過した一方の光束と前記被検レンズを透過した他方
の光束とを再び合成する光束合成手段と、前記光束合成
手段の後方に少なくとも１つ設けられた結像手段と、前
記結像手段によって形成される干渉縞に基づいて位相デ
ータを算出する手段、算出された位相データから収差量
を算出する手段、及び、算出された収差量から前記被検
レンズの合否を判定する判定手段を有する演算手段と、
を備えた縦型マッハツェンダー干渉計タイプのレンズ総
合検査機において、前記の算出された収差量から前記被検レンズの合否を判
定する判定手段を有する演算手段中に、レンズの設計製
作上の項目である面偏心量中心肉厚と面曲率に対応する量面形状と屈折率異常に対応する量のそれぞれを分離して算出する算出手段を備え、少なく
とも、算出された面偏心量を合否判定の対象項目とする
ことを特徴とするレンズ総合検査機。
【請求項２】請求項１において、面偏心量は、位相デ
ータのティルトとコマ収差の少なくとも２成分にて前記
算出手段にて算出されることを特徴とするレンズ総合検
査機。