JP3304556B2 - 非球面レンズの偏芯測定方法及び装置 - Google Patents
非球面レンズの偏芯測定方法及び装置Info
- Publication number
- JP3304556B2 JP3304556B2 JP25996693A JP25996693A JP3304556B2 JP 3304556 B2 JP3304556 B2 JP 3304556B2 JP 25996693 A JP25996693 A JP 25996693A JP 25996693 A JP25996693 A JP 25996693A JP 3304556 B2 JP3304556 B2 JP 3304556B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- optical axis
- test lens
- test
- rotation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一面のみが非球面であ
る非球面レンズの偏芯測定に関し、より詳しく言えば、
一面のみが非球面である非球面レンズにおけるレンズの
光軸と非球面軸との成す角度を測定する方法及び装置に
関する。
る非球面レンズの偏芯測定に関し、より詳しく言えば、
一面のみが非球面である非球面レンズにおけるレンズの
光軸と非球面軸との成す角度を測定する方法及び装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一面が球面で他面が非球面からなる非球
面レンズの光軸は、球面の曲率中心と参照球面（非球面
の基となる球面）の曲率中心とを結ぶ線であり、非球面
軸は、参照球面の曲率中心と非球面の頂点とを結ぶ線で
ある。そして、レンズが設計どおりに製作されていれ
ば、レンズ光軸は非球面軸と完全に一致する。
面レンズの光軸は、球面の曲率中心と参照球面（非球面
の基となる球面）の曲率中心とを結ぶ線であり、非球面
軸は、参照球面の曲率中心と非球面の頂点とを結ぶ線で
ある。そして、レンズが設計どおりに製作されていれ
ば、レンズ光軸は非球面軸と完全に一致する。
【０００３】しかし、実際にそのようなレンズを製造す
ることは不可能で、両軸にはわずかながら違いが生じ
る。したがって、非球面レンズを製作した場合、出来上
がったレンズの偏芯を測定する必要がある。
ることは不可能で、両軸にはわずかながら違いが生じ
る。したがって、非球面レンズを製作した場合、出来上
がったレンズの偏芯を測定する必要がある。
【０００４】このような要請に基づき、従来から幾つか
の非球面レンズの偏芯を測定する装置が提案されてい
る。特開平３−３７５４４号公報に記載の装置は、非球
面レンズとしての被検レンズをレンズホルダに取付け、
被検レンズをほぼその光軸回りに回転し、回転軸方向か
らレーザビームを照射し、被検レンズから反射されるス
ポット像を監視しながら被検レンズを回転軸と直角な方
向に移動し、回転軸と光軸とが一致するようにセッティ
ングずれを修正し、その後、偏芯の測定をするものであ
る。
の非球面レンズの偏芯を測定する装置が提案されてい
る。特開平３−３７５４４号公報に記載の装置は、非球
面レンズとしての被検レンズをレンズホルダに取付け、
被検レンズをほぼその光軸回りに回転し、回転軸方向か
らレーザビームを照射し、被検レンズから反射されるス
ポット像を監視しながら被検レンズを回転軸と直角な方
向に移動し、回転軸と光軸とが一致するようにセッティ
ングずれを修正し、その後、偏芯の測定をするものであ
る。
【０００５】また、その他にも種々の偏芯測定装置が提
案されているが、どの装置も回転軸と光軸とが一致する
ようにセッティングずれを修正しなければならない。ま
た、測定精度を確保するために、この修正には１μｍ程
度の高精度が要求される。したがって、被検レンズのセ
ッティングずれの修正作業は熟練を要し、非常に時間が
掛かるものであった。
案されているが、どの装置も回転軸と光軸とが一致する
ようにセッティングずれを修正しなければならない。ま
た、測定精度を確保するために、この修正には１μｍ程
度の高精度が要求される。したがって、被検レンズのセ
ッティングずれの修正作業は熟練を要し、非常に時間が
掛かるものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題の解決を図ったもので、困難なセッティングずれの
修正作業を行うことなく、容易に、しかも短時間で測定
できる非球面レンズの偏芯測定の方法と装置を提供する
ことを目的としている。
問題の解決を図ったもので、困難なセッティングずれの
修正作業を行うことなく、容易に、しかも短時間で測定
できる非球面レンズの偏芯測定の方法と装置を提供する
ことを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明の偏芯測定方法は、一面のみが非球面である被
検レンズをその光軸とほぼ一致する回転軸回りに回転
し、該被検レンズに回転軸方向から光を照射して被検レ
ンズからの反射光を光学系の結像面にスポット像として
結像させ、被検レンズが回転するときに該スポット像が
描く円の大きさにより光軸と回転軸とのずれを検知し、
被検レンズの外周に基準位置を定め、該基準位置とレン
ズの回転中心とを結ぶ線と、スポット像とレンズの回転
中心とを結ぶ線とがなす角度から前記ずれの方向を求
め、前記被検レンズの回転に伴う非球面の光軸方向のぶ
れを前記被検レンズに当接する変位測定手段により実測
し、前記円の大きさと方向から前記ぶれの補正値を算出
し、該補正値を前記実測したぶれから差し引いて光軸と
非球面軸との偏芯を求める構成を特徴としている。
め本発明の偏芯測定方法は、一面のみが非球面である被
検レンズをその光軸とほぼ一致する回転軸回りに回転
し、該被検レンズに回転軸方向から光を照射して被検レ
ンズからの反射光を光学系の結像面にスポット像として
結像させ、被検レンズが回転するときに該スポット像が
描く円の大きさにより光軸と回転軸とのずれを検知し、
被検レンズの外周に基準位置を定め、該基準位置とレン
ズの回転中心とを結ぶ線と、スポット像とレンズの回転
中心とを結ぶ線とがなす角度から前記ずれの方向を求
め、前記被検レンズの回転に伴う非球面の光軸方向のぶ
れを前記被検レンズに当接する変位測定手段により実測
し、前記円の大きさと方向から前記ぶれの補正値を算出
し、該補正値を前記実測したぶれから差し引いて光軸と
非球面軸との偏芯を求める構成を特徴としている。
【０００８】また、被検レンズをその光軸とほぼ垂直な
方向に変位させ、該変位による非球面の光軸方向のぶれ
と、被検レンズの光軸と回転軸とのずれの変化量とを求
め、該ずれの変化量と前記ぶれの量との比を用いて前記
補正値の算出をする構成としたり、被検レンズの光軸と
回転軸とがなす角度をφだけ変化させたときの非球面の
光軸方向のぶれを被検レンズの形状パラメータから算出
して前記の補正をする構成としてもよい。
方向に変位させ、該変位による非球面の光軸方向のぶれ
と、被検レンズの光軸と回転軸とのずれの変化量とを求
め、該ずれの変化量と前記ぶれの量との比を用いて前記
補正値の算出をする構成としたり、被検レンズの光軸と
回転軸とがなす角度をφだけ変化させたときの非球面の
光軸方向のぶれを被検レンズの形状パラメータから算出
して前記の補正をする構成としてもよい。
【０００９】本発明の偏芯測定装置は、一面のみが非球
面である被検レンズを保持する手段と、該保持手段を被
検レンズの光軸とほぼ重なる回転軸回りに回転する駆動
手段と、被検レンズの回転角度を検知する角度センサ
と、被検レンズに回転軸方向から光を照射する光源と、
被検レンズから反射された光のスポット像を結像する光
学系と、該光学系の結像位置に設けられスポット像の位
置を検知する手段と、被検レンズにおける被検面の光軸
方向のぶれを前記被検面に当接して実測する変位測定手
段と、前記スポット位置検知手段と角度センサとで検知
した回転軸と被検レンズの光軸とのずれ及びずれの方向
から前記変位測定手段による実測値に対する補正値を算
出する演算手段とからなる構成を特徴としている。
面である被検レンズを保持する手段と、該保持手段を被
検レンズの光軸とほぼ重なる回転軸回りに回転する駆動
手段と、被検レンズの回転角度を検知する角度センサ
と、被検レンズに回転軸方向から光を照射する光源と、
被検レンズから反射された光のスポット像を結像する光
学系と、該光学系の結像位置に設けられスポット像の位
置を検知する手段と、被検レンズにおける被検面の光軸
方向のぶれを前記被検面に当接して実測する変位測定手
段と、前記スポット位置検知手段と角度センサとで検知
した回転軸と被検レンズの光軸とのずれ及びずれの方向
から前記変位測定手段による実測値に対する補正値を算
出する演算手段とからなる構成を特徴としている。
【００１０】また、被検レンズをその光軸とほぼ垂直な
方向に進退させるアクチュエータを付加する構成とした
り、前記演算手段、変位測定手段及びアクチュエータが
協働し、演算手段が算出した補正値だけアクチュエータ
が被検レンズを光軸とほぼ垂直な方向に変位させる構成
とすることもできる。
方向に進退させるアクチュエータを付加する構成とした
り、前記演算手段、変位測定手段及びアクチュエータが
協働し、演算手段が算出した補正値だけアクチュエータ
が被検レンズを光軸とほぼ垂直な方向に変位させる構成
とすることもできる。
【００１１】
【作用】被検レンズを保持した保持手段は、被検レンズ
をその光軸とほぼ一致する回転軸回りに回転する。そし
て、回転軸方向から被検レンズに光が照射され、レンズ
の表面で反射された光は光学系によって、その結像面に
スポット像を結像する。被検レンズの光軸と回転軸が不
一致であれば、スポット像は被検レンズの回転に伴い円
を描く。この円の半径Ｒと、レンズの回転中心に対して
基準位置とスポット像とが作る角度βを求めると、被検
レンズの回転に伴う非球面の光軸方向の理論上のぶれを
算出できる。一方、このぶれの実測値を変位測定手段に
よって測り、理論上のぶれを差し引けば、偏心によるぶ
れが求まり、このぶれから公知の方法によって非球面レ
ンズの偏芯を算出することができる。被検レンズのセッ
ティングを修正する必要なく測定できるので、測定が容
易になり、かつ測定時間の短縮も図れる。
をその光軸とほぼ一致する回転軸回りに回転する。そし
て、回転軸方向から被検レンズに光が照射され、レンズ
の表面で反射された光は光学系によって、その結像面に
スポット像を結像する。被検レンズの光軸と回転軸が不
一致であれば、スポット像は被検レンズの回転に伴い円
を描く。この円の半径Ｒと、レンズの回転中心に対して
基準位置とスポット像とが作る角度βを求めると、被検
レンズの回転に伴う非球面の光軸方向の理論上のぶれを
算出できる。一方、このぶれの実測値を変位測定手段に
よって測り、理論上のぶれを差し引けば、偏心によるぶ
れが求まり、このぶれから公知の方法によって非球面レ
ンズの偏芯を算出することができる。被検レンズのセッ
ティングを修正する必要なく測定できるので、測定が容
易になり、かつ測定時間の短縮も図れる。
【００１２】また、前記演算手段、変位測定手段及びア
クチュエータが協働し、演算手段が算出した補正値だけ
被検レンズを光軸とほぼ垂直な方向に変位させる構成と
すれば、自動的にセッティングずれを修正することがで
き、熟練を必要とせずに、簡単に偏芯の測定ができる。
クチュエータが協働し、演算手段が算出した補正値だけ
被検レンズを光軸とほぼ垂直な方向に変位させる構成と
すれば、自動的にセッティングずれを修正することがで
き、熟練を必要とせずに、簡単に偏芯の測定ができる。
【００１３】
【実施例】以下に図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の装置の１実施例である。同図におい
て、１は被検レンズで、一方の面１ａは球面で他方の面
１ｂが非球面である。２は保持手段で、被検レンズ１の
球面１ａ側を把持する。３はスピンドルを回転させる駆
動手段で、回転角を正確に制御するためにステッピング
モータを使用している。４は角度センサで、ステッピン
グモータ３の回転角を検知する。５は光源で、６はビー
ムスプリッタ、７は光学系で二枚のレンズ７ａ，７ｂか
らなっている。８は光学系７の結像面に置かれたスポッ
ト位置検知手段で、ＣＣＤカメラを使用している。９は
電気マイクロからなる変位測定手段で、被検レンズ１の
非球面に当接しており、被検レンズの回転に伴い生じる
光軸方向の変位を測定するものである。１０は演算手段
としてのコンピュータである。
る。図１は本発明の装置の１実施例である。同図におい
て、１は被検レンズで、一方の面１ａは球面で他方の面
１ｂが非球面である。２は保持手段で、被検レンズ１の
球面１ａ側を把持する。３はスピンドルを回転させる駆
動手段で、回転角を正確に制御するためにステッピング
モータを使用している。４は角度センサで、ステッピン
グモータ３の回転角を検知する。５は光源で、６はビー
ムスプリッタ、７は光学系で二枚のレンズ７ａ，７ｂか
らなっている。８は光学系７の結像面に置かれたスポッ
ト位置検知手段で、ＣＣＤカメラを使用している。９は
電気マイクロからなる変位測定手段で、被検レンズ１の
非球面に当接しており、被検レンズの回転に伴い生じる
光軸方向の変位を測定するものである。１０は演算手段
としてのコンピュータである。
【００１４】光源５により照射された光は、ビームスプ
リッタ６により反射され、光学系７によって、非球面１
ｂ上に集光される。被検レンズ５により反射された光
は、前記光路とは逆方向に進み、ビームスプリッタ６を
透過して、光学系７の結像面にあるスポット位置検出手
段８に集束してスポット像を結像する。
リッタ６により反射され、光学系７によって、非球面１
ｂ上に集光される。被検レンズ５により反射された光
は、前記光路とは逆方向に進み、ビームスプリッタ６を
透過して、光学系７の結像面にあるスポット位置検出手
段８に集束してスポット像を結像する。
【００１５】被検レンズ１はスピンドル２に保持され、
回転角度を検知する角度センサ４を取りつけた駆動手段
３によりスピンドル２の軸を回転軸として回転する。変
位測定手段９は、被検レンズ１の回転に伴う非球面１ｂ
の光軸方向のぶれ（変位）を測定し、その値を演算装置
１０に入力する。一方、角度センサ４は、駆動手段３に
よる回転角度を逐一測定し、演算手段１０に入力する。
したがって、演算手段１０は、任意の回転角度における
非球面１ｂの光軸方向のぶれが分かる。
回転角度を検知する角度センサ４を取りつけた駆動手段
３によりスピンドル２の軸を回転軸として回転する。変
位測定手段９は、被検レンズ１の回転に伴う非球面１ｂ
の光軸方向のぶれ（変位）を測定し、その値を演算装置
１０に入力する。一方、角度センサ４は、駆動手段３に
よる回転角度を逐一測定し、演算手段１０に入力する。
したがって、演算手段１０は、任意の回転角度における
非球面１ｂの光軸方向のぶれが分かる。
【００１６】図２(a) は、レンズ７ａ，７ｂを考慮しな
い場合における、被検レンズ１、スポット位置検知手段
８の結像面８ａ、被検レンズの光軸１１、スピンドルの
回転軸１２及び非球面軸１３との関係を示す概念図であ
る。
い場合における、被検レンズ１、スポット位置検知手段
８の結像面８ａ、被検レンズの光軸１１、スピンドルの
回転軸１２及び非球面軸１３との関係を示す概念図であ
る。
【００１７】図２(a) において、回転軸１２と結像面８
ａとの交点をＯとし、光軸１１と結像面８ａとの交点を
Ｐとし、非球面軸１３と結像面８ａとの交点をＱとす
る。また、結像面８ａに図示のように直交するｘ，ｙ軸
を取る。
ａとの交点をＯとし、光軸１１と結像面８ａとの交点を
Ｐとし、非球面軸１３と結像面８ａとの交点をＱとす
る。また、結像面８ａに図示のように直交するｘ，ｙ軸
を取る。
【００１８】光軸１１とスピンドル回転軸１２とのなす
角度αが、セッティングずれによる誤差の大きさを示
し、線分ＯＰとｘ軸とのなす角度βが、前記誤差の方向
を示す。光軸１１を回転軸１２と一致させて回転した場
合、光軸Ｐ１１と非球面軸１３とのなす角度θが正味の
偏芯量、線分ＰＱとｘ軸とのなす角度γが偏芯の方向と
なる。
角度αが、セッティングずれによる誤差の大きさを示
し、線分ＯＰとｘ軸とのなす角度βが、前記誤差の方向
を示す。光軸１１を回転軸１２と一致させて回転した場
合、光軸Ｐ１１と非球面軸１３とのなす角度θが正味の
偏芯量、線分ＰＱとｘ軸とのなす角度γが偏芯の方向と
なる。
【００１９】図２(b) は、２枚のレンズ７ａ，７ｂを考
慮に入れた場合の、被検レンズ１と結像面８ａとの関係
を示す図である。点Ｏ1 は被検レンズ１の曲面１ａの曲
率中心、点Ｏ2 は非球面１ｂの光軸近傍の曲率中心をそ
れぞれ示す。したがって、点Ｏ1 とＯ2 とを結ぶ線が被
検レンズの光軸１１である。保持手段２は、被検レンズ
１の球面側を保持しており、セッティングずれαの値い
かんにかかわらず球面１ａ側の曲率中心Ｏ1 が、常に回
転軸１２上に来るようになっている。他方の点Ｏ2 は、
被検レンズ１にセッティングずれαがあるため、図示の
ように回転軸１２から外れている。
慮に入れた場合の、被検レンズ１と結像面８ａとの関係
を示す図である。点Ｏ1 は被検レンズ１の曲面１ａの曲
率中心、点Ｏ2 は非球面１ｂの光軸近傍の曲率中心をそ
れぞれ示す。したがって、点Ｏ1 とＯ2 とを結ぶ線が被
検レンズの光軸１１である。保持手段２は、被検レンズ
１の球面側を保持しており、セッティングずれαの値い
かんにかかわらず球面１ａ側の曲率中心Ｏ1 が、常に回
転軸１２上に来るようになっている。他方の点Ｏ2 は、
被検レンズ１にセッティングずれαがあるため、図示の
ように回転軸１２から外れている。
【００２０】光源５からの光は、レンズ７ａによって点
Ｏ2 に集束するように射出されるが、セッティングずれ
αがあるため、点Ｏ2 の近傍の点Ｏ2 ′に集束するよう
に進む。被検面１ｂで反射された光は、ほぼ元の光路を
戻り、レンズ７ａ，７ｂを透過して、結像面８ａ上の点
Ｐにスポット像を結像する。
Ｏ2 に集束するように射出されるが、セッティングずれ
αがあるため、点Ｏ2 の近傍の点Ｏ2 ′に集束するよう
に進む。被検面１ｂで反射された光は、ほぼ元の光路を
戻り、レンズ７ａ，７ｂを透過して、結像面８ａ上の点
Ｐにスポット像を結像する。
【００２１】スピンドル２を回転すると、前記反射スポ
ットＰは結像面８ａ上で点Ｏを中心に回転する。前述し
た被検レンズ１により反射され、スポット位置検出手段
８に結像する反射光と光軸１１とは、図２(b) に示す関
係になり、次式のようにあらわされる。 Ｒ＝ｆ2tanδ (ｆ1tanδ）／２＝Ｔ sinα＝ｅ
ットＰは結像面８ａ上で点Ｏを中心に回転する。前述し
た被検レンズ１により反射され、スポット位置検出手段
８に結像する反射光と光軸１１とは、図２(b) に示す関
係になり、次式のようにあらわされる。 Ｒ＝ｆ2tanδ (ｆ1tanδ）／２＝Ｔ sinα＝ｅ
【００２２】ここに、 ｆ1 ： レンズ７ａの焦点距離 ｆ2 ： レンズ７ｂの焦点距離 δ ： 反射光と回転軸がなす角度 α ： レンズ光軸１１と回転軸１２とがなす角度 ｅ ： 点Ｏ2 と回転軸１２との距離 また、スポット像が回転したときに描く円について、任
意の回転角度におけるスポット像の座標を読み取ること
ができる。
意の回転角度におけるスポット像の座標を読み取ること
ができる。
【００２３】そこで、たとえば、スポット位置検知手段
８としてＣＣＤカメラを使用してこの重心の座標を電気
信号として取り出し、その信号を演算手段１０に入力す
ることにより、スポットの描く円の半径Ｒを求め、さら
に光軸１１と回転軸１２とがなす角αを求めることがで
きる。また、図２に示すような反射スポット像と光軸１
１とは、同じ点Ｏ1 と、同じ回転軸１２を通るので、同
一平面内にあると見做せ、したがって、被検レンズ１を
回転させて反射スポット像が、回転原点位置を通るとき
の回転角を角度センサ４から読み取れば、βの値を求め
ることができる。
８としてＣＣＤカメラを使用してこの重心の座標を電気
信号として取り出し、その信号を演算手段１０に入力す
ることにより、スポットの描く円の半径Ｒを求め、さら
に光軸１１と回転軸１２とがなす角αを求めることがで
きる。また、図２に示すような反射スポット像と光軸１
１とは、同じ点Ｏ1 と、同じ回転軸１２を通るので、同
一平面内にあると見做せ、したがって、被検レンズ１を
回転させて反射スポット像が、回転原点位置を通るとき
の回転角を角度センサ４から読み取れば、βの値を求め
ることができる。
【００２４】電気マイクロからなる変位測定手段９は、
前記スピンドル２の回転に伴い、円周２πをｉ等分した
各位置で非球面の光軸方向の変位Ｄｏ(i) を測定し、そ
のデータを演算手段１０に入力している。ただし、ここ
で検知された変位Ｄｏ(i) は、セッテイングずれαによ
る誤差を含んだものである。
前記スピンドル２の回転に伴い、円周２πをｉ等分した
各位置で非球面の光軸方向の変位Ｄｏ(i) を測定し、そ
のデータを演算手段１０に入力している。ただし、ここ
で検知された変位Ｄｏ(i) は、セッテイングずれαによ
る誤差を含んだものである。
【００２５】こうして得た測定値Ｄｏ(i) から、次の式
により真のぶれ（補正変位）Ｄ(i)を算出することがで
きる。 Ｄ(i) ＝Ｄｏ(i) −Ａαcos〔｛２π（ｉ−１）／ｎ｝＋β〕（μｍ） ここで、 ｉ：カウント数 ｎ：サンプリング数 Ａ：換算係数（μｍ／分） α：セッティングずれ β：セッティングずれの方向
により真のぶれ（補正変位）Ｄ(i)を算出することがで
きる。 Ｄ(i) ＝Ｄｏ(i) −Ａαcos〔｛２π（ｉ−１）／ｎ｝＋β〕（μｍ） ここで、 ｉ：カウント数 ｎ：サンプリング数 Ａ：換算係数（μｍ／分） α：セッティングずれ β：セッティングずれの方向
【００２６】図３は、上式により求まるｉ個の補正変位
の描く正弦波曲線の一例である。同図の全幅Ｔから正味
の偏芯量を特願平４−２９９９５号に記載した方法等に
より算出することができる。また、初期位相は偏芯の方
向γを示している。
の描く正弦波曲線の一例である。同図の全幅Ｔから正味
の偏芯量を特願平４−２９９９５号に記載した方法等に
より算出することができる。また、初期位相は偏芯の方
向γを示している。
【００２７】図４，５は、前述の式におけるＡの求め方
の一例を説明する図である。図４(a) は、被検レンズ１
の光軸と回転軸とが一致した状態を示す。被検レンズ１
から反射された光は、スポット位置検知手段８の中央に
結像する。
の一例を説明する図である。図４(a) は、被検レンズ１
の光軸と回転軸とが一致した状態を示す。被検レンズ１
から反射された光は、スポット位置検知手段８の中央に
結像する。
【００２８】この位置にある被検レンズ１に、矢符号方
向の外力を加え、図４(b) に示すように微小なずれを起
こさせる。すると、スポット像は、スポット位置検知手
段８の中心からずれた位置に結像する。変位測定手段９
はこの被検面の光軸方向のぶれ量Ｓ（μｍ) を検知し、
スポット位置検知手段８は、Ｏ2 からのずれ量λ（pixe
l)を検知する。そして、Ａ＝（Ｓ・Ｂ）／λ（μｍ／pi
xel)として換算係数を求めることができる。ただし、Ｂ
は反射スポットが１分傾いたときの位置検出手段上での
反射スポットの移動量で、実験により簡単に求められ
る。
向の外力を加え、図４(b) に示すように微小なずれを起
こさせる。すると、スポット像は、スポット位置検知手
段８の中心からずれた位置に結像する。変位測定手段９
はこの被検面の光軸方向のぶれ量Ｓ（μｍ) を検知し、
スポット位置検知手段８は、Ｏ2 からのずれ量λ（pixe
l)を検知する。そして、Ａ＝（Ｓ・Ｂ）／λ（μｍ／pi
xel)として換算係数を求めることができる。ただし、Ｂ
は反射スポットが１分傾いたときの位置検出手段上での
反射スポットの移動量で、実験により簡単に求められ
る。
【００２９】なお、(a) では、光軸と回転軸が当初一致
している場合としたが、一致していない場合でも、通常
のずれ量は小さいので、同じ方法で換算係数を算出する
ことができる。
している場合としたが、一致していない場合でも、通常
のずれ量は小さいので、同じ方法で換算係数を算出する
ことができる。
【００３０】図５は横軸にスポットの移動量λ（pixe
l)、縦軸に被検面の光軸方向のぶれ量Ｓ（μｍ）をと
り、図４に示した被検レンズ１の光軸と垂直な方向の微
小移動を任意の回数行い、各回についての測定結果をプ
ロットしたものである。これらの点について回帰直線を
引き、その傾きを求めると、換算係数Ａを求めることが
できる。被検レンズに加える変位Ｓを広範囲に拡げ、か
つ多数回測定すれば、より正確な換算係数が得られる。
l)、縦軸に被検面の光軸方向のぶれ量Ｓ（μｍ）をと
り、図４に示した被検レンズ１の光軸と垂直な方向の微
小移動を任意の回数行い、各回についての測定結果をプ
ロットしたものである。これらの点について回帰直線を
引き、その傾きを求めると、換算係数Ａを求めることが
できる。被検レンズに加える変位Ｓを広範囲に拡げ、か
つ多数回測定すれば、より正確な換算係数が得られる。
【００３１】図６は、換算係数を求めるための別の方法
を説明する図である。被検レンズ１の球面の曲率中心Ｏ
1 を原点にして、スピンドルの回転軸１２をｘ軸とし、
ｘ軸と原点Ｏ1 で直交する線分をｙ軸とする。被検レン
ズ１を光軸に垂直な方向に押すと、被検レンズ１は原点
Ｏ1 を中心に回転する。その回転角をφ（分）とし、そ
のとき被検面がｘ軸方向にぶれる量Ｓを変位測定手段９
で測定する。
を説明する図である。被検レンズ１の球面の曲率中心Ｏ
1 を原点にして、スピンドルの回転軸１２をｘ軸とし、
ｘ軸と原点Ｏ1 で直交する線分をｙ軸とする。被検レン
ズ１を光軸に垂直な方向に押すと、被検レンズ１は原点
Ｏ1 を中心に回転する。その回転角をφ（分）とし、そ
のとき被検面がｘ軸方向にぶれる量Ｓを変位測定手段９
で測定する。
【００３２】しかるに、上記のＳの値は被検レンズ１の
形状パラメータから計算によって求めることができる。
したがって、Ｓ／φにより反射スポットが単位角（１
分）傾いた場合の被検面の光軸方向のぶれが求まる。
形状パラメータから計算によって求めることができる。
したがって、Ｓ／φにより反射スポットが単位角（１
分）傾いた場合の被検面の光軸方向のぶれが求まる。
【００３３】図７は、本発明における他の実施例の構成
を示す。図１に示した装置に加え、保持された被検レン
ズ１に光軸とほぼ垂直な方向に外力を加えるためのアク
チュエータ１４が設置されている。アクチュエータ１４
は、ステッピングモータ１４ａと、このモータにより動
作するカムフォロア１４ｂとからなる。被検レンズ１の
アクチュエータ１４と対向する側には、光軸と垂直な方
向に変位する被検レンズ１の変位量を測定する垂直変位
測定手段１５が設けられている。この垂直変位測定手段
１５も変位測定手段９と同様の電気マイクロを使用して
いる。
を示す。図１に示した装置に加え、保持された被検レン
ズ１に光軸とほぼ垂直な方向に外力を加えるためのアク
チュエータ１４が設置されている。アクチュエータ１４
は、ステッピングモータ１４ａと、このモータにより動
作するカムフォロア１４ｂとからなる。被検レンズ１の
アクチュエータ１４と対向する側には、光軸と垂直な方
向に変位する被検レンズ１の変位量を測定する垂直変位
測定手段１５が設けられている。この垂直変位測定手段
１５も変位測定手段９と同様の電気マイクロを使用して
いる。
【００３４】図１で説明したように、角度センサ４及び
スポット位置検知手段８により、被検レンズ１のセッテ
ィングずれα（分）と方向β（度）を求めることができ
る。したがって、演算手段１０がαの値から光軸と垂直
方向のセッティングずれを算出し、これらに応じて演算
手段１０から駆動手段３に指示を出し、角度センサ４に
より回転角がβになるまで被検レンズ１を回動し、次
に、その位置からアクチュエータ１４と垂直変位測定手
段１５とによるフィードバック系により、指定量だけ光
軸と垂直な方向に移動させる。
スポット位置検知手段８により、被検レンズ１のセッテ
ィングずれα（分）と方向β（度）を求めることができ
る。したがって、演算手段１０がαの値から光軸と垂直
方向のセッティングずれを算出し、これらに応じて演算
手段１０から駆動手段３に指示を出し、角度センサ４に
より回転角がβになるまで被検レンズ１を回動し、次
に、その位置からアクチュエータ１４と垂直変位測定手
段１５とによるフィードバック系により、指定量だけ光
軸と垂直な方向に移動させる。
【００３５】なお、移動量が−の場合は被検レンズ１を
１８０°回転し、反対側からアクチュエータ１４で押し
て、修正することになる。
１８０°回転し、反対側からアクチュエータ１４で押し
て、修正することになる。
【００３６】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
非球面レンズの偏芯測定において、被検レンズのセッテ
ィングずれを修正しなくても、補正により真の偏芯を求
めることができるので、熟練を要するセッティング作業
を省略して、短時間で精度よく偏芯の測定ができる。ま
た、演算手段、変位測定手段及びアクチュエータが協働
し、演算手段が算出した補正値だけ被検レンズを光軸と
ほぼ垂直な方向に変位させる構成とすれば、自動的にセ
ッテイングずれを修正することができる。
非球面レンズの偏芯測定において、被検レンズのセッテ
ィングずれを修正しなくても、補正により真の偏芯を求
めることができるので、熟練を要するセッティング作業
を省略して、短時間で精度よく偏芯の測定ができる。ま
た、演算手段、変位測定手段及びアクチュエータが協働
し、演算手段が算出した補正値だけ被検レンズを光軸と
ほぼ垂直な方向に変位させる構成とすれば、自動的にセ
ッテイングずれを修正することができる。
【図１】本発明による非球面レンズの偏芯測定装置の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図２】(a) は被検レンズのセッテイングずれ及び偏芯
を検出する原理を示す図、(b)はレンズを考慮した場合
の図である。
を検出する原理を示す図、(b)はレンズを考慮した場合
の図である。
【図３】被検レンズの１回転をｉ等分し、各等分された
位置における補正されたぶれをプロットした図である。
位置における補正されたぶれをプロットした図である。
【図４】被検レンズに、光軸と垂直な方向の力を加えて
セッテイングずれを生じさせ、ずれ発生前後の状態から
換算係数を得る方法を説明する図で、(a) はずれ発生
前、(b) はずれ発生後の状態を示す。
セッテイングずれを生じさせ、ずれ発生前後の状態から
換算係数を得る方法を説明する図で、(a) はずれ発生
前、(b) はずれ発生後の状態を示す。
【図５】図４に示すようにしてセッテイングずれを生じ
させ、変位測定手段で検出した変位を縦軸にとり、それ
に伴うスポット像の移動を横軸にとって、プロットした
図である。
させ、変位測定手段で検出した変位を縦軸にとり、それ
に伴うスポット像の移動を横軸にとって、プロットした
図である。
【図６】被検レンズに球面の曲率中心Ｏ1 を中心とした
回転角φの回転を与えたときの、ぶれＳが発生する状態
を説明する図である。
回転角φの回転を与えたときの、ぶれＳが発生する状態
を説明する図である。
【図７】本発明の他の実施例の構成を示す図である。
１ 被検レンズ １ａ 球面 １ｂ 被検面（非球面） ２ 支持手段 ３ 駆動手段 ４ 角度センサ ５ 光源 ７ 光学系 ８ スポット位置検知手段 ８ａ 結像面 ９ 変位測定手段 １０ 演算手段 １１ 被検レンズの光軸 １２ 回転軸 １３ 非球面軸 １４ アクチュエータ α セッテインィグずれ β セッテインィグずれの方向 θ 偏芯 γ 偏芯の方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 11/00 - 11/08
Claims (4)
- 【請求項１】 一面のみが非球面である被検レンズをそ
の光軸とほぼ一致する回転軸回りに回転し、該被検レン
ズに回転軸方向から光を照射して被検レンズからの反射
光を光学系の結像面にスポット像として結像させ、被検
レンズが回転するときに該スポット像が描く円の大きさ
により光軸と回転軸とのずれを検知し、被検レンズの外
周に基準位置を定め、該基準位置とレンズの回転中心と
を結ぶ線と、スポット像とレンズの回転中心とを結ぶ線
とがなす角度から前記ずれの方向を求め、前記被検レン
ズの回転に伴う非球面の光軸方向のぶれを前記被検レン
ズに当接する変位測定手段により実測し、前記円の大き
さと方向から前記ぶれの補正値を算出し、該補正値を前
記実測したぶれから差し引いて光軸と非球面軸との偏芯
を求めることを特徴とする非球面レンズの偏芯測定方
法。 - 【請求項２】 被検レンズをその光軸とほぼ垂直な方向
に変位させ、該変位による非球面の光軸方向のぶれと、
被検レンズの光軸と回転軸とのずれの変化量とを求め、
該ずれの変化量と前記ぶれの量との比を用いて前記補正
値の算出をすることを特徴とする請求項１記載の非球面
レンズの偏芯測定方法。 - 【請求項３】 被検レンズの光軸と回転軸とがなす角度
をφだけ変化させたときの非球面の光軸方向のぶれを被
検レンズの形状パラメータから算出して前記の補正をす
ることを特徴とする請求項１記載の非球面レンズの偏芯
測定方法。 - 【請求項４】 一面のみが非球面である被検レンズを保
持する手段と、該保持手段を被検レンズの光軸とほぼ重
なる回転軸回りに回転する駆動手段と、被検レンズの回
転角度を検知する角度センサと、被検レンズに回転軸方
向から光を照射する光源と、被検レンズから反射された
光のスポット像を結像する光学系と、該光学系の結像位
置に設けられスポット像の位置を検知する手段と、被検
レンズにおける被検面の光軸方向のぶれを前記被検面に
当接して実測する変位測定手段と、前記スポット位置検
知手段と角度センサとで検知した回転軸と被検レンズの
光軸とのずれ及びずれの方向から前記変位測定手段によ
る実測値に対する補正値を算出する演算手段とからなる
ことを特徴とする非球面レンズの偏芯測定装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25996693A JP3304556B2 (ja) | 1993-01-11 | 1993-10-18 | 非球面レンズの偏芯測定方法及び装置 |
| TW083106509A TW283201B (ja) | 1993-08-13 | 1994-07-16 | |
| US08/280,614 US5548396A (en) | 1993-08-13 | 1994-07-26 | Method and apparatus for measuring eccentricity of aspherical lens having an aspherical surface on only one lens face |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP248193 | 1993-01-11 | ||
| JP5-2481 | 1993-01-11 | ||
| JP25996693A JP3304556B2 (ja) | 1993-01-11 | 1993-10-18 | 非球面レンズの偏芯測定方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258182A JPH06258182A (ja) | 1994-09-16 |
| JP3304556B2 true JP3304556B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=26335859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25996693A Expired - Fee Related JP3304556B2 (ja) | 1993-01-11 | 1993-10-18 | 非球面レンズの偏芯測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3304556B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7046351B2 (en) | 2002-05-20 | 2006-05-16 | Pentax Corporation | Method and apparatus for measuring eccentricity of optical lens, and method and apparatus for centering and edging optical lens |
| US10670494B2 (en) | 2015-05-10 | 2020-06-02 | 6 Over 6 Vision Ltd. | Apparatus, system and method of determining one or more optical parameters of a lens |
| SG10201913882TA (en) | 2015-05-10 | 2020-03-30 | 6 OVER 6 VISION Ltd | Apparatus, system and method of determining one or more optical parameters of a lens |
| CN109313102B (zh) * | 2016-01-23 | 2021-10-01 | 6超越6视觉有限公司 | 确定镜片的一个或多个光学参数的装置、系统和方法 |
| KR102198274B1 (ko) * | 2019-06-27 | 2021-01-04 | 주식회사 엠아이텍 | 곡면 및 평면 틸트 측정이 가능한 오토콜리메이터와 이를 이용한 핸드폰용 카메라 렌즈 구동검사기 |
| CN114624010B (zh) * | 2022-05-16 | 2022-08-23 | 嘉兴中润光学科技股份有限公司 | 一种偏心测试方法 |
-
1993
- 1993-10-18 JP JP25996693A patent/JP3304556B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06258182A (ja) | 1994-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7480061B2 (en) | 3D shape measurement apparatus and method using stereo moiré technique | |
| US5548396A (en) | Method and apparatus for measuring eccentricity of aspherical lens having an aspherical surface on only one lens face | |
| CN111141767A (zh) | 测量用x射线ct装置和使用该装置的ct重建方法 | |
| JP3304556B2 (ja) | 非球面レンズの偏芯測定方法及び装置 | |
| JP2771546B2 (ja) | 孔内面測定装置 | |
| JP3352298B2 (ja) | レンズ性能測定方法及びそれを用いたレンズ性能測定装置 | |
| JP4087146B2 (ja) | 形状測定方法及び形状測定装置 | |
| JP6737879B2 (ja) | センサを備えた装置、及びターゲット測定を実行する方法 | |
| JP2693791B2 (ja) | 欠陥検査装置 | |
| JPH06194261A (ja) | 非球面レンズの外径ぶれ測定方法及び装置 | |
| JP2020060480A (ja) | 偏心量測定方法 | |
| JP3304571B2 (ja) | 非球面レンズの偏心測定方法及び装置 | |
| JP3845286B2 (ja) | 形状測定装置及び形状測定方法 | |
| JP2000121340A (ja) | 面傾斜角度測定機 | |
| JP7470521B2 (ja) | パラメータ取得装置とパラメータ取得方法 | |
| JP3340199B2 (ja) | 非球面レンズの偏心測定装置 | |
| JP5317619B2 (ja) | 偏芯量測定方法 | |
| JP3235782B2 (ja) | 位置検出方法及び半導体基板と露光マスク | |
| JP3441408B2 (ja) | 試料検査装置及び試料検査方法 | |
| JP3437479B2 (ja) | 複屈折測定装置 | |
| JP2021067567A (ja) | 偏心量測定方法および偏心量測定装置 | |
| JP3457918B2 (ja) | 対向平面平行度測定方法及び装置 | |
| JP2973017B2 (ja) | 焦点検出装置 | |
| JPH1137738A (ja) | 非球面レンズの形状及び偏心測定装置 | |
| JP2000081321A (ja) | 試料検査装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020402 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080510 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090510 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100510 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110510 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120510 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |