JP3536952B2 - Lens curvature measurement device - Google Patents

Lens curvature measurement device

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JP3536952B2
JP3536952B2 JP01812396A JP1812396A JP3536952B2 JP 3536952 B2 JP3536952 B2 JP 3536952B2 JP 01812396 A JP01812396 A JP 01812396A JP 1812396 A JP1812396 A JP 1812396A JP 3536952 B2 JP3536952 B2 JP 3536952B2
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哲也 渡邉
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日立ハイテク電子エンジニアリング株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、レンズの湾曲状
態測定装置に関し、詳しくは、光学センサを用いる検査
装置において、その対物レンズや結像レンズについて中
心から周辺へと向かう湾曲状態を測定することでレンズ
面の湾曲の変化状態が所定の球面に沿った形で一様で対
称的な面を光学センサの受光軸として検出することがで
きるようなレンズの湾曲状態測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring the state of curvature of a lens, and more particularly, to an inspection apparatus using an optical sensor for measuring the state of curvature of an objective lens or an imaging lens from the center to the periphery. The present invention relates to a lens bending state measuring device capable of detecting a uniform and symmetrical surface with a changing state of the lens surface bending along a predetermined spherical surface as a light receiving axis of an optical sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種の光学センサを用いる検査装置で
は、対物レンズ系や結像レンズ系を備えている。そし
て、これらレンズを介して一次元あるいは二次元の光学
センサにより検査対象からの反射光あるいは散乱光を受
光する形態を採る。この種の装置で検査精度を上げるた
めには、光学センサの受光中心にレンズ系の光軸を合わ
せることはもちろんであるが、さらに、結像のシェーデ
ィングを抑えるために、一次元あるいは二次元の軸方向
をできるだけ中心からみて所定の球面に沿った形で一様
で対称的な曲面を持つ軸に合わせることが必要になる。
そこで、レンズ系も平面的にみてできるだけ中心から周
辺へと向かう歪みの変化が一様で対称的なものであるこ
とがが必要になる。図4は、この種の従来の光学系の検
査方法の説明図である。1は、縞パターン板であり、白
色光源2からの光を受けて被検査レンズ3にその光を反
射する。4は、被検査レンズ3の光軸Lに合わせて設け
られた拡大レンズ系である。5は、スクリーンであり、
半透明のものであって、その裏側からの投影された縞パ
ターン板1の拡大縞の観測ができる。拡大レンズ系4
は、測定のために設けられたレンズ系であって、歪みの
ほとんどない高精度なものである。そこで、縞の状態を
観測測定することで、レンズの状態を検査し、取付軸を
決定している。
2. Description of the Related Art An inspection apparatus using various optical sensors has an objective lens system and an imaging lens system. A one-dimensional or two-dimensional optical sensor is used to receive reflected light or scattered light from the inspection object via these lenses. In order to improve inspection accuracy with this type of device, it is of course to align the optical axis of the lens system with the light receiving center of the optical sensor, but in order to further suppress shading of the image, one-dimensional or two-dimensional It is necessary to align the axis with an axis having a uniform and symmetric curved surface along a predetermined spherical surface as viewed from the center as much as possible.
Therefore, it is necessary for the lens system to have a uniform and symmetrical change in distortion from the center to the periphery as much as possible in a plan view. FIG. 4 is an explanatory view of this type of conventional optical system inspection method. Reference numeral 1 denotes a stripe pattern plate which receives light from the white light source 2 and reflects the light to the lens 3 to be inspected. Reference numeral 4 denotes a magnifying lens system provided in alignment with the optical axis L of the lens 3 to be inspected. 5 is a screen,
It is translucent, and the projected fringes of the fringe pattern plate 1 projected from the back side can be observed. Magnifying lens system 4
Is a lens system provided for the measurement and has high accuracy with almost no distortion. Therefore, the state of the lens is inspected by observing and measuring the state of the stripe, and the mounting axis is determined.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法は、縞パターンを人が目視測定するものであって、手
間がかかる上に、拡大レンズ系により拡大される縞パタ
ーンに幅と長さがある関係で、それぞれの測定個所が特
定されないためにその測定精度に限界がある。最近のウ
エハ等を検査する異物検査装置のような光学的な検査装
置の精度には対応し切れない。この発明の目的は、この
ような従来技術の問題点を解決するものであって、変化
状態が所定の球面に沿った形で一様で対称的な、光学セ
ンサの受光軸とする面を効率的で高精度に検出すること
ができるレンズの湾曲状態測定装置を提供することにあ
る。
However, in such a method, the stripe pattern is visually measured by a person, which is troublesome, and the width and length of the stripe pattern enlarged by the magnifying lens system are increased. For some reasons, the measurement accuracy is limited because each measurement point is not specified. The accuracy of an optical inspection apparatus such as a foreign substance inspection apparatus for inspecting a recent wafer or the like cannot be fully supported. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such a problem of the prior art, in which a plane which is uniform and symmetrical along a predetermined spherical surface and which serves as a light receiving axis of an optical sensor is efficiently used. It is an object of the present invention to provide a lens bending state measuring device capable of detecting a target with high accuracy.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るこの発明のレンズの湾曲状態測定装置の構成は、点光
源像を被検査レンズの焦点位置に形成する投光光学系
と、受光器と、被検査レンズに結合されこのレンズから
光源像の受光光を受けて受光器の受光面に結像させる測
定光学系と、受光器をこの測定光学系の光軸に沿って相
対的に移動させる第1の移動手段と、測定光学系と被検
査レンズとを一体的に光軸に直交する方向に直線移動さ
せる第2の移動手段と、第1および第2の移動手段を駆
動して受光器に対して測定光学系を相対的に二次元移動
させ、受光器から得られる受光レベルを二次元の各測定
点の座標とともに得て二次元の各測定点の受光レベルに
ついて等しいレベルをマップとして出力する演算処理装
置とを備えるものである。
In order to achieve the above object, a lens bending state measuring apparatus according to the present invention comprises: a light projecting optical system for forming a point light source image at a focal position of a lens to be inspected; And a measuring optical system that is coupled to the lens to be inspected and receives light of the light source image from the lens to form an image on the light receiving surface of the light receiving device, and relatively moves the light receiving device along the optical axis of the measuring optical system A first moving means for moving the measuring optical system and the lens under test linearly in a direction perpendicular to the optical axis, and a light receiving means for driving the first and second moving means. The measurement optical system is moved two-dimensionally relative to the detector, and the light reception level obtained from the light receiver is obtained together with the coordinates of each two-dimensional measurement point, and a level equivalent to the light reception level of each two-dimensional measurement point is used as a map. And an arithmetic processing unit for outputting That.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】このように、点光源をテレセント
リックに被検査レンズに受光させてこの受光光を測定光
学系で受光器の受光面に点光源像として結像してこの受
光面を相対的に光軸に沿って移動させて、さらに、それ
ぞれ光軸に直交する1軸方向にこの受光面を移動させて
二次元で各測定点での受光レベルを採取して受光レベル
の等しい等高線をマッピング出力することによりレンズ
の湾曲状態を観測することができる。すなわち、湾曲が
一様で対称的でものであれば、受光レベルの等しいレベ
ルにより形成される図形も一様で対称的になるが、湾曲
が非対称であれば、等しいレベルにより形成される図形
がそれに応じてたものになる。そこで、等しいレベルに
より形成される図形により所定の球面に沿った形で一様
で対称な湾曲を持つレンズの方向を特定することができ
る。通常、機械研磨をしたレンズでは、その特性に従っ
てその湾曲が精度よく所定の球面に沿った形で一様で対
称的になっている箇所とそうでない箇所とが生じる。こ
のようなレンズを複数枚組み込んだユニットでは、その
ユニット特有の方向性を持つので、その方向性を考慮し
てレンズを取付けるか、光学センサの軸をできるだけ湾
曲が所定の球面に沿った形で一様で対称となる軸に沿っ
て取り付けるようにすることができる。
As described above, a point light source is telecentrically received by a lens to be inspected, and the received light is imaged as a point light source image on a light receiving surface of a light receiver by a measuring optical system. Moving along the optical axis, and further moving the light receiving surface in one axis direction perpendicular to the optical axis, and collecting the light receiving level at each measurement point in two dimensions, and forming a contour line having the same light receiving level. By performing mapping output, the bending state of the lens can be observed. In other words, if the curvature is uniform and symmetric, the figure formed by the same level of the received light level will be uniform and symmetric, but if the curvature is asymmetric, the figure formed by the same level will be It will be according to. Therefore, it is possible to specify the direction of a lens having a uniform and symmetrical curvature along a predetermined spherical surface by using a figure formed by equal levels. In general, in a mechanically polished lens, there are portions where the curvature is uniform and symmetrical along a predetermined spherical surface with high accuracy according to the characteristics, and portions where the curvature is not so. Since a unit incorporating a plurality of such lenses has a directionality specific to the unit, either attach the lens in consideration of the directionality or set the axis of the optical sensor so that the curve as much as possible follows a predetermined spherical surface. It can be mounted along a uniform and symmetric axis.

【0006】[0006]

【実施例】図1は、この発明のレンズの湾曲状態測定装
置の一実施例の構成図であり、図2は、その測定処理の
フローチャート、図3は、その測定結果である。図1に
おいて、20は、レンズの湾曲状態測定装置であって、
投光系21と測定レンズ系22、撮像系23、データ処
理装置24、そしてXYZ駆動装置25とからなる。な
お、Lは光軸であり、これは、図示するXYZ座標系の
Z軸に一致するように配置されている。投光系21は、
レーザ発光ダイオード(LD)211とこの光を集光す
る集光レンズ212、ピンホール板213からなり、光
軸L(Z軸)の焦点位置F1に点光源を形成する。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a lens bending state measuring apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a flowchart of the measurement processing, and FIG. 3 is a measurement result. In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a lens bending state measuring device,
It comprises a light projecting system 21, a measuring lens system 22, an imaging system 23, a data processing device 24, and an XYZ drive device 25. In addition, L is an optical axis, which is arranged so as to coincide with the Z axis of the illustrated XYZ coordinate system. The light projecting system 21
It comprises a laser light emitting diode (LD) 211, a condenser lens 212 for condensing this light, and a pinhole plate 213, and forms a point light source at a focal position F1 of the optical axis L (Z axis).

【0007】16は、被検査レンズとして設けられた対
物レンズであって、通常、X軸あるいはY軸を示す取付
基準の位置あるいはマーク等が機械的に刻印されたテレ
セントリック系のレンズユニットである。被検査レンズ
16は、前記の焦点F1にその焦点が位置するように配
置されている。測定レンズ系22は、結像系のレンズ2
21とこのレンズと被検査レンズ16とを光軸を一致さ
せて一体的に結合するマウント222とからなる。マウ
ント222はXYZ駆動装置25に固定され、これによ
り測定レンズ系22は、被検査レンズ16とともに一体
的にXYZ方向に移動する。結像系のレンズ221は、
点光源を焦点F2上に結像させるものであって、球面歪
みが少なく、所定の球面に沿った形で一様で対称に形成
された高精度のレンズ系である。したがって、これによ
る球面状態の測定への影響はないものとする。撮像系2
3は、CCDカメラ231とそのZ駆動装置232とを
有している。このZ駆動装置232によりZ軸(光軸
L)上においてCCDカメラ231を移動させ、測定レ
ンズ系22の焦点位置F2にそのCCD結像面(受光
器)が位置するように位置調整される。
Reference numeral 16 denotes an objective lens provided as a lens to be inspected, which is usually a telecentric lens unit on which an attachment reference position or a mark indicating the X axis or the Y axis is mechanically engraved. The lens to be inspected 16 is arranged so that the focal point is located at the focal point F1. The measurement lens system 22 is a lens 2 of the imaging system.
21 and a mount 222 for integrally connecting the lens and the test lens 16 with their optical axes aligned. The mount 222 is fixed to the XYZ driving device 25, whereby the measuring lens system 22 moves in the XYZ directions together with the lens 16 to be inspected. The imaging lens 221 is
This is a high-precision lens system which forms a point light source on the focal point F2, has a small spherical distortion, and is formed uniformly and symmetrically along a predetermined spherical surface. Therefore, it is assumed that this does not affect the measurement of the spherical state. Imaging system 2
3 has a CCD camera 231 and its Z drive device 232. The CCD camera 231 is moved by the Z driving device 232 on the Z axis (optical axis L), and the position is adjusted so that the CCD image forming surface (light receiver) is located at the focal position F2 of the measurement lens system 22.

【0008】データ処理装置24は、MPU(マイクロ
プロセッサ)241とメモリ242、8ビット256階
調でアナログ値をデジタル値に変換するA/D変換回路
(A/D)243、バッファメモリ244、CRTディ
スプレイ(CRT)245、プリンタ246等から構成
され、これら各装置は、相互にバス247を介してMP
U241と接続され、MPU241により制御される。
なお、図では、バス247とXYZ駆動装置25とZ駆
動装置232とを結合するインタフェースは省略してあ
る。また、XYZ駆動装置25とZ駆動装置232と
は、それぞれ内部にMPU241からの信号に応じて移
動機構を駆動する駆動制御回路と、移動機構とを含む装
置である。ここで、メモリ242には、XYZ駆動装置
25とZ駆動装置232とを制御してYZ走査をするY
Z走査プログラム248と、同様にXYZ駆動装置25
とZ駆動装置232とを制御して焦点合わせをする焦点
合わせプログラム249、測定データ検出プログラム2
50、そして、マップ出力プログラム251が設けられ
ている。
The data processing unit 24 includes an MPU (microprocessor) 241 and a memory 242, an A / D conversion circuit (A / D) 243 for converting an analog value into a digital value in 8-bit 256 gradations, a buffer memory 244, a CRT. A display (CRT) 245, a printer 246, and the like are connected to each other.
It is connected to U241 and controlled by MPU241.
In the figure, an interface for coupling the bus 247, the XYZ drive device 25, and the Z drive device 232 is omitted. The XYZ drive device 25 and the Z drive device 232 are devices each including a drive control circuit that drives a moving mechanism in accordance with a signal from the MPU 241 and a moving mechanism. Here, the memory 242 controls the XYZ driving device 25 and the Z driving device 232 to perform YZ scanning.
The Z-scanning program 248 and the XYZ drive 25
Focusing program 249 for controlling focusing and Z driving device 232 for focusing, measurement data detecting program 2
50, and a map output program 251 are provided.

【0009】YZ走査プログラム248は、XYZ駆動
装置25を駆動してマウント222をY方向に移動し、
さらにZ駆動装置231を駆動してCCDカメラ231
の結像面をZ方向に前後移動させ、投光系21からの光
に対して被検査レンズ16をYZ走査する。焦点合わせ
プログラム249は、XYZ駆動装置25をZ方向に駆
動して被検査レンズ16の焦点位置を焦点F1に合わせ
るとともに、XY方向に移動させて測定レンズ系22の
中心を光軸LであるZ軸に合わせ、さらにZ駆動装置2
32を制御して受光光の最大レベルを検出してCCDカ
メラ231の結像面を焦点F2に一致させ、そこをZ方
向の走査の原点“0”とする。測定データ検出プログラ
ム250は、CCDカメラ231の結像面にスポット
(点光源像)が結像したときに、そのA/D変換データ
をバッファメモリ244から読み出して、測定データを
抽出してそのピーク値を測定点のYZ座標とともにメモ
リ242に記憶する。マップ出力プログラム251は、
各測定点のデータから最大受光レベルを検出してその位
置を中心とし、最大受光レベルを100%として各測定
データのパーセント(%)をそれぞれのYZ走査位置に
対応して算出して、10%おきの測定データを等高線で
結ぶマップデータを生成してCRTディスプレイ245
に表示し、あるいは、プリンタ246に出力する。
The YZ scanning program 248 drives the XYZ driving device 25 to move the mount 222 in the Y direction,
Further, the Z drive device 231 is driven to drive the CCD camera 231.
Is moved back and forth in the Z direction, and the lens 16 to be inspected is scanned YZ with light from the light projecting system 21. The focusing program 249 drives the XYZ driving device 25 in the Z direction to adjust the focal position of the lens 16 to be inspected to the focal point F1 and moves the lens 16 in the XY directions so that the center of the measuring lens system 22 is the optical axis L as Z. In accordance with the axis, Z drive 2
32, the maximum level of the received light is detected, and the imaging plane of the CCD camera 231 is made to coincide with the focal point F2, which is set as the scanning origin "0" in the Z direction. When a spot (point light source image) is formed on the image plane of the CCD camera 231, the measurement data detection program 250 reads the A / D conversion data from the buffer memory 244, extracts the measurement data, and extracts the peak data. The value is stored in the memory 242 together with the YZ coordinates of the measurement point. The map output program 251 is
The maximum light receiving level is detected from the data of each measurement point, and the position is set as the center. The maximum light receiving level is set to 100%, and the percentage (%) of each measurement data is calculated corresponding to each YZ scanning position. CRT display 245 generates map data that connects every other measurement data with contour lines.
Or output to the printer 246.

【0010】次に、その測定処理について図2に従って
説明する。まず、測定キー入力割込により測定処理が開
始され、初期値設定(ステップ101)により、走査す
るYZの幅等のデータが入力される。そして、MPU2
41が焦点合わせプログラム249を実行して被検査レ
ンズ16の焦点が焦点F1に合わされ、さらに測定レン
ズ系22のレンズの中心と光軸Lとが位置合わせされ、
CCDカメラ231の結像面を焦点F2に一致させる焦
点合わせ処理が行われる(ステップ102)。次に、M
PU241がYZ走査プログラム248を実行して測定
レンズ系22をYZ方向の走査点の開始点(例えば、Y
走査範囲の左隅(Y=−18mm,図3参照)で、Z方向
の焦点F2を“0”とすると、300μm測定レンズ系
22に接近させた位置(Z=−300μm,図3参照)
に移動させる(ステップ103)。このときCCDカメ
ラ231の結像面に投光側の点光源像が結像してその映
像信号がA/D243に加えられ、この開始点(最初の
測定点)における受光レベルのデータが256階調の、
あるデジタル値としてバッファメモリ244に記憶さ
れ、測定点のデータが採取される(ステップ104)。
Next, the measurement process will be described with reference to FIG. First, measurement processing is started by a measurement key input interrupt, and data such as the width of YZ to be scanned is input by initial value setting (step 101). And MPU2
41 executes the focusing program 249 to focus the lens 16 to be inspected on the focal point F1, further aligns the center of the lens of the measuring lens system 22 with the optical axis L,
A focusing process is performed to make the image plane of the CCD camera 231 coincide with the focal point F2 (step 102). Next, M
The PU 241 executes the YZ scanning program 248 to move the measurement lens system 22 to the starting point of the scanning point in the YZ direction (for example, Y
Assuming that the focal point F2 in the Z direction is “0” at the left corner of the scanning range (Y = −18 mm, see FIG. 3), the position close to the 300 μm measuring lens system 22 (Z = −300 μm, see FIG. 3)
(Step 103). At this time, a point light source image on the light projecting side is formed on the image forming plane of the CCD camera 231 and the video signal is added to the A / D 243. The light receiving level data at the start point (first measurement point) is 256 floors. Tonal,
The data is stored in the buffer memory 244 as a digital value, and the data at the measurement point is collected (step 104).

【0011】次に、MPU241が測定データ検出プロ
グラム250を実行して、バッファメモリ244に記憶
されたデータのうち所定レベル以上のデータのうちから
ピーク値を点光源についての測定データとして得て、こ
れをその測定点のYZ座標とともに、メモリ242の所
定領域に記憶する(ステップ105)。そして、Y方向
の走査終了か否かの判定をして(ステップ106)、こ
の判定の結果、走査が終了していないときには、次のY
方向の測定点に測定レンズ系22を移動させて(ステッ
プ107)、ステップ104に戻り同様の測定を繰り返
す。このようにしてY方向の走査が終了すると、Z方向
の走査終了か否かの判定をして(ステップ108)、走
査が終了していないときには、Z方向へ1測定点分移動
して(ステップ109)、ステップ104へと戻り、再
びY方向の走査を行い、これが終了か否かの判定をする
(ステップ106)。
Next, the MPU 241 executes the measurement data detection program 250, and obtains a peak value as the measurement data for the point light source from among the data stored in the buffer memory 244 at a predetermined level or higher. Is stored in a predetermined area of the memory 242 together with the YZ coordinates of the measurement point (step 105). Then, it is determined whether or not scanning in the Y direction has been completed (step 106). If the result of this determination is that scanning has not been completed, the next Y
The measurement lens system 22 is moved to the measurement point in the direction (Step 107), and the flow returns to Step 104 to repeat the same measurement. When the scanning in the Y direction is completed in this way, it is determined whether the scanning in the Z direction is completed (step 108). When the scanning is not completed, the scanning is performed by one measurement point in the Z direction (step 108). 109), returning to step 104, scanning in the Y direction is performed again, and it is determined whether or not the scanning is completed (step 106).

【0012】このようにしてYZ走査が行われ、ステッ
プ108の判定においてZ方向の走査も終了すると、次
に、MPU241は、マップ出力プログラム251を実
行してメモリ242に記憶されたデータから最大受光レ
ベルを検出して(ステップ110)、そのYZ座標の位
置を中心とし、この最大受光レベルを100%として各
測定データの%をそれぞれの各測定点(YZ走査位置)
に対応して算出して(ステップ111)、10%おきの
測定データを等高線で結ぶマップデータを生成し(ステ
ップ112)、CRTディスプレイ245に表示し、プ
リンタ246に出力する(ステップ113)。
When the YZ scanning is performed in this manner, and the scanning in the Z direction is terminated in the determination of step 108, the MPU 241 executes the map output program 251 to execute the maximum light receiving from the data stored in the memory 242. The level is detected (step 110), and the maximum light receiving level is set to 100% with the position of the YZ coordinate as the center.
(Step 111), map data connecting measurement data every 10% by contour lines is generated (step 112), displayed on the CRT display 245, and output to the printer 246 (step 113).

【0013】このようにして出力されたマップが図3で
ある。このマップに従って、中心の位置Oと取付回転角
度θを求めることにより、被検査レンズ16である対物
レンズの中心位置と最適取付角度とを得ることができ
る。なお、図3のデータにおいては、Y座標の“0”の
位置に最大レベルがあって、この点が中心位置Oとなっ
ているのでY方向の中心位置についてのずれはない。ま
た、湾曲が一様で対称的なレンズ系では、等高線の分布
図形は、Z軸に対して左右、対称で、かつ、Y軸に対し
て上下対称の一様な長楕円の等高線になるので、これを
基準にこれに近い受光に適切な軸として軸Yoを決定す
ることにより前記のθを決定することができる。以上
は、Y方向の中心位置と取付角度の測定であるが、90
度測定レンズ系22を回転させてY軸をX軸にして同様
なデータを採取することもできる。
FIG. 3 shows the map output in this manner. By obtaining the center position O and the mounting rotation angle θ according to this map, it is possible to obtain the center position and the optimum mounting angle of the objective lens, which is the lens 16 to be inspected. In the data of FIG. 3, there is a maximum level at the position of "0" of the Y coordinate, and this point is the center position O, so that there is no shift in the center position in the Y direction. Also, in a lens system having a uniform and symmetrical curvature, the contour distribution pattern is a uniform elliptical contour line that is symmetrical with respect to the Z axis and is symmetrical with respect to the Y axis. The above-mentioned θ can be determined by determining the axis Yo as an axis suitable for light reception close to the axis based on this. The above is the measurement of the center position in the Y direction and the mounting angle.
The same data can be collected by rotating the degree measurement lens system 22 and setting the Y axis as the X axis.

【0014】実際にこのレンズ系を測定光学系に取り付
けるときに、このようにして得たデータに従って、取付
基準位置に対してθ回転させたり、中心位置をずらせて
取付けることにより、シェーディングが少ない結像を得
ることができる。なお、この場合、光学センサ側の軸を
θ回転させて軸Yoに合わせるようにしてもよい。特
に、Y方向とX方向の測定を行った場合には、回転角θ
は、それぞれの平均値を採り、取付位置はXY方向にず
らせて取付けるとよい。
When the lens system is actually mounted on the measuring optical system, by rotating the lens system by θ with respect to the mounting reference position or by displacing the center position in accordance with the data thus obtained, the shading is reduced. An image can be obtained. In this case, the axis on the optical sensor side may be rotated by θ to match the axis Yo. In particular, when the measurement is performed in the Y direction and the X direction, the rotation angle θ
It is good to take the average value of each of them, and to attach them by shifting the attachment position in the XY directions.

【0015】さらに、このようなレンズ湾曲面の受光デ
ータに基づき、取付けられたレンズ系に対しては、得ら
れた測定データをこの湾曲測定の受光データに基づいて
補正することも可能になる。また、測定レンズ系22に
同様な湾曲が多少ある場合には、その分を補正して前記
マップを出力するようにしてもよい。これらの補正の仕
方としては、検査装置のメモリに補正データテーブルを
設けて、XY座標あるいはX座標,Y座標と各受光レベ
ルとの測定結果から、この測定結果が一様で対称となる
等高線の位置の%になる分の比率を算出しておき、測定
値にその比率分の逆数を掛けて補正すればよい。なお、
実施例では、対物レンズを被検査レンズとしているが、
この発明の測定対象は、結像レンズであっても同様に適
用でき、対物レンズと結合レンズとの組み合わせユニッ
トであってもよい。また、その他のレンズ系についても
同様に適用することができる。また、実施例では、CC
Dカメラ側を光軸に沿ってZ方向に移動させているが、
これは、CCDカメラ側を固定して測定レンズ系と被検
査レンズ、投光光学系等を含めてZ方向に移動させても
よいことはもちろんである。なお、検出側の受光器とし
ては、CCDカメラに限定されるものではない。
Further, based on such received light data on the curved surface of the lens, the obtained measurement data can be corrected for the attached lens system based on the received light data of the curvature measurement. If the measurement lens system 22 has a similar curvature, the map may be output after correcting the curvature. As a method of performing these corrections, a correction data table is provided in the memory of the inspection apparatus, and from the measurement results of the XY coordinates or the X and Y coordinates and each light receiving level, the contour lines of which the measurement results are uniform and symmetrical are obtained. It is sufficient to calculate a ratio corresponding to the% of the position, and correct the measured value by multiplying the reciprocal of the ratio. In addition,
In the embodiment, the objective lens is a lens to be inspected.
The measurement object of the present invention can be similarly applied to an imaging lens, and may be a combination unit of an objective lens and a coupling lens. The same applies to other lens systems. Further, in the embodiment, CC
The D camera is moved in the Z direction along the optical axis,
It goes without saying that the CCD camera side may be fixed and moved in the Z direction including the measuring lens system, the lens to be inspected, the light projecting optical system, and the like. The light receiving device on the detection side is not limited to a CCD camera.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明にあって
は、点光源をテレセントリックに被検査レンズに受光さ
せてこの受光光を測定光学系で受光器の受光面に点光源
像として結像してこの受光面を相対的に光軸に沿って移
動させて、さらに、それぞれ光軸に直交する1軸方向に
この受光面を移動させて二次元で各測定点での受光レベ
ルを採取して受光レベルの等しい等高線をマップ出力す
ることによりレンズの湾曲状態を観測することができ
る。その結果、目視観測による測定をせずに、レンズの
状態を調べて中心から周辺へと向かう湾曲状態が所定の
球面に沿った形で一様で対称的な、光学センサの受光軸
とする面を効率的で高精度に検出することができる。
As described above, according to the present invention, a point light source is telecentrically received by a lens to be inspected, and the received light is imaged as a point light source image on a light receiving surface of a light receiver by a measuring optical system. Then, the light receiving surface is relatively moved along the optical axis, and further, the light receiving surface is moved in one axis direction orthogonal to the optical axis, and the light receiving level at each measurement point is sampled in two dimensions. By outputting the contour lines having the same light receiving level as a map, the curved state of the lens can be observed. As a result, without measuring by visual observation, the state of the lens is examined, and the curved state from the center to the periphery is uniform and symmetric along the predetermined spherical surface, and the surface is the light receiving axis of the optical sensor. Can be detected efficiently and with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、この発明のレンズの湾曲状態測定装置
の一実施例の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a lens bending state measuring apparatus according to the present invention.

【図2】図2は、その測定処理のフローチャートであ
る。
FIG. 2 is a flowchart of the measurement process.

【図3】図3は、その測定結果のグラフ図である。FIG. 3 is a graph showing the measurement results.

【図4】図4は、従来のレンズの湾曲状態測定装置の説
明図である。
FIG. 4 is an explanatory view of a conventional lens bending state measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…縞パターン板、2…白色光源、3,16…被検査レ
ンズ、4…拡大レンズ系、5…スクリーン、20…レン
ズの湾曲状態測定装置、21…投光系、22…測定レン
ズ系、23…撮像系、24…データ処理装置、25…X
YZ駆動装置、211…レーザ発光ダイオード、212
…集光レンズ、213…ピンホール板、221…レン
ズ、222…マウント、241…マイクロプロセッサ
(MPU)、242…メモリ、243…A/D変換回路
(A/D)、244…バッファメモリ、245…CRT
ディスプレイ、246…プリンタ、247…バス、24
8…YZ走査プログラム、249…焦点合わせプログラ
ム、250…測定データ検出プログラム、251…マッ
プ出力プログラム。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stripe pattern board, 2 ... White light source, 3, 16 ... Inspection lens, 4 ... Magnification lens system, 5 ... Screen, 20 ... Lens curvature state measuring device, 21 ... Projection system, 22 ... Measurement lens system, 23 imaging system, 24 data processing device, 25 X
YZ drive device, 211 ... laser light emitting diode, 212
... Condenser lens, 213 ... Pinhole plate, 221 ... Lens, 222 ... Mount, 241 ... Microprocessor (MPU), 242 ... Memory, 243 ... A / D conversion circuit (A / D), 244 ... Buffer memory, 245 … CRT
Display, 246: Printer, 247: Bus, 24
8 YZ scanning program, 249 focusing program, 250 measurement data detection program, 251 map output program.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−137995(JP,A) 特開 平5−45248(JP,A) 特開 昭55−44949(JP,A) 特開 昭54−87547(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/00 - 11/30 G01M 11/00 - 11/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-6-137995 (JP, A) JP-A-5-45248 (JP, A) JP-A-55-44949 (JP, A) JP-A-54-44949 87547 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 11/00-11/30 G01M 11/00-11/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】点光源像を被検査レンズの焦点位置に形成
する投光光学系と、受光器と、前記被検査レンズに結合
されこのレンズから前記光源像の受光光を受けて前記受
光器の受光面に結像させる測定光学系と、前記受光器を
この測定光学系の光軸に沿って相対的に移動させる第1
の移動手段と、前記測定光学系と前記被検査レンズとを
一体的に前記光軸に直交する方向に直線移動させる第2
の移動手段と、前記第1および第2の移動手段を駆動し
て前記受光器に対して前記測定光学系を相対的に二次元
移動させ、前記受光器から得られる受光レベルを前記二
次元の各測定点の座標とともに得て前記二次元の各測定
点の前記受光レベルについて等しいレベルをマップとし
て出力する演算処理装置とを備えるレンズの湾曲状態測
定装置。
1. A light projecting optical system for forming a point light source image at a focal position of a lens to be inspected, a light receiving device, and a light receiving device coupled to the lens to be inspected and receiving light receiving the light source image from the lens. A measuring optical system that forms an image on the light receiving surface of the first optical system, and a first optical system that relatively moves the light receiver along the optical axis of the measuring optical system.
Moving means, and the measuring optical system and the lens to be inspected are linearly moved integrally in a direction orthogonal to the optical axis.
Moving means, driving the first and second moving means to two-dimensionally move the measurement optical system relative to the light receiver, and reducing the light reception level obtained from the light receiver to the two-dimensional An arithmetic processing unit which obtains the coordinates of each measurement point together with the light reception level of each of the two-dimensional measurement points and outputs the same level as a map.
【請求項2】前記点光源像はピンホールにより形成さ
れ、前記被検査レンズは、テレセントリックレンズ系で
あり、前記受光器はCCD光学センサであり、前記第1
の移動手段は、このCCD光学センサを前記測定光学系
に対して移動するものであり、前記演算処理装置は、マ
イクロプロセッサとメモリとを有していて、前記光学セ
ンサの検出信号をA/D変換して受けて前記各測定点の
前記受光レベルを得るものであり、前記マップは、最大
の前記受光レベルに対するパーセントで前記各測定点に
おける前記受光レベルを等高線で表示するものである請
求項1記載のレンズの湾曲状態測定装置。
2. The point light source image is formed by a pinhole; the lens to be inspected is a telecentric lens system; the light receiving device is a CCD optical sensor;
The moving means moves the CCD optical sensor with respect to the measuring optical system. The arithmetic processing unit has a microprocessor and a memory, and converts a detection signal of the optical sensor into an A / D signal. Receiving the converted light to obtain the light receiving level of each of the measuring points, wherein the map displays the light receiving level at each of the measuring points by a contour line as a percentage of the maximum light receiving level. A lens bending state measuring apparatus according to the above.
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