JP4718208B2

JP4718208B2 - Eccentricity measurement method

Info

Publication number: JP4718208B2
Application number: JP2005057072A
Authority: JP
Inventors: 克巳野崎
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2005-03-02
Filing date: 2005-03-02
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2025-03-02
Also published as: JP2006242680A

Description

本発明は、レンズの光軸に対するレンズの外周面の中心軸の横ずれ量を測定する偏心測定方法に関する。 The present invention relates to an eccentric measuring Sadakata method for measuring the lateral deviation amount of the center axis of the outer peripheral surface of the lens with respect to the optical axis of the lens.

球面レンズなどのレンズを製造する際には、研磨、心取りが行われるが、厳密にはレンズの光軸（レンズ両面の曲率中心を結ぶ軸）と、レンズの外周面の中心軸とが一致することはなく、わずかながら偏心と称される横ずれを生じることが多い。レンズは、その外周面をレンズ枠に嵌合させて固定するため、光軸と外周面の中心軸との間に生じる横ずれは、そのレンズを組み込む光学系の光学性能を悪化させる大きな要因となる。このため、レンズの横ずれ量を測定し、その値が光学系の光学性能を確保する上で許容できる範囲内のものであるかを把握する必要がある。 When manufacturing a lens such as a spherical lens, polishing and centering are performed. Strictly speaking, the optical axis of the lens (the axis connecting the centers of curvature of both lens surfaces) matches the central axis of the outer peripheral surface of the lens. There is often no lateral shift, often referred to as eccentricity. Since the lens is fixed by fitting its outer peripheral surface to the lens frame, the lateral shift that occurs between the optical axis and the central axis of the outer peripheral surface is a major factor that deteriorates the optical performance of the optical system incorporating the lens. . For this reason, it is necessary to measure the amount of lateral displacement of the lens and grasp whether the value is within an allowable range for ensuring the optical performance of the optical system.

レンズの光軸に対するレンズの外周面の中心軸の横ずれ量を測定するためには、検査対象となるレンズ（以下、被検レンズとする）の光軸の傾きを除去し、被検レンズの光軸と被検レンズの回転軸とを一致させて、被検レンズの外周面の変位を読み取る方法が知られている。ここで、この方法では、最初に被検レンズの光軸と回転軸とを正確に一致させる必要がある。被検レンズの光軸と回転軸とを一致させる手段としては、例えば、図１０に示すような偏心測定装置１０１がある。この偏心測定装置１０１は、被検レンズ１０２を保持するレンズホルダ１０３と、レンズホルダ１０３を回転駆動するスピンドル１０４と、スピンドル１０４の回転軸１０４ａに対する被検レンズ１０２の光軸の傾きを測定する偏心測定部１０５とから構成されている。レンズホルダ１０３の中心軸は、スピンドル１０４の回転軸１０４ａに対して同軸加工されており、このレンズホルダ１０３に被検レンズ１０２を支持させると、レンズホルダ１０３側のレンズ面１０２ｂの曲率中心は、理論的には常に回転軸１０４ａの軸上にある。そして、レンズホルダ１０３を回転させて、偏心測定部１０５によって被検レンズ１０２のレンズ面１０２ａの曲率中心を観察しながら、作業者が被検レンズ１０２の傾きを調整し、レンズ面１０２ａの曲率中心が回転しないように合わせる。このようにして、被検レンズ１０２の光軸とスピンドル１０４の回転軸１０４ａとが一致させられる。 In order to measure the lateral deviation of the central axis of the outer peripheral surface of the lens with respect to the optical axis of the lens, the inclination of the optical axis of the lens to be inspected (hereinafter referred to as the test lens) is removed, and the light of the test lens There is known a method of reading the displacement of the outer peripheral surface of the lens to be examined by matching the axis with the rotation axis of the lens to be examined. Here, in this method, it is necessary to first match the optical axis of the lens to be examined with the rotation axis accurately. As a means for matching the optical axis of the lens to be examined with the rotation axis, for example, there is an eccentricity measuring apparatus 101 as shown in FIG. The eccentricity measuring apparatus 101 includes a lens holder 103 that holds the lens 102 to be tested, a spindle 104 that rotationally drives the lens holder 103, and an eccentricity that measures the inclination of the optical axis of the lens 102 to be tested with respect to the rotation axis 104 a of the spindle 104. And a measuring unit 105. The center axis of the lens holder 103 is coaxially processed with respect to the rotation axis 104a of the spindle 104. When the lens holder 103 supports the test lens 102, the center of curvature of the lens surface 102b on the lens holder 103 side is Theoretically, it is always on the axis of the rotating shaft 104a. Then, while rotating the lens holder 103 and observing the center of curvature of the lens surface 102a of the lens 102 to be tested by the eccentricity measuring unit 105, the operator adjusts the inclination of the lens 102 to be tested and the center of curvature of the lens surface 102a is adjusted. Adjust so that does not rotate. In this way, the optical axis of the test lens 102 and the rotation axis 104a of the spindle 104 are matched.

また、従来の偏心測定装置の他の構成を図１１に示す。この偏心測定装置１１１は、レンズホルダ１１３をスピンドル１０４の回転軸１０４ａに対して水平方向に移動させる移動機構１１５と、レンズホルダ１１３の水平方向に対するあおりを調整するあおり調整機構１１６とを備えるものである（例えば、特許文献１参照）。この偏心測定装置１１１では、レンズホルダ１１３の上面に平行平面板を置き、偏心測定部１０５で測定を行いながらあおり調整機構１１６であおりを調整し、レンズホルダ１１３の上面をスピンドル１０４の回転軸１０４ａに対して垂直にする。次に、レンズホルダ１１３に基準球面を置いて、偏心測定部１０５で測定を行いながら移動機構１１５によりレンズホルダ１１３の水平方向の位置を調整し、レンズホルダ１１３の中心軸をスピンドル１０４の回転軸１０４ａに一致させる。このようにすることで、レンズホルダ１１３を交換してもレンズホルダ１１３の中心軸をスピンドル１０４の回転軸１０４ａに対して直ちに同軸にすることができ、被検レンズ１０２のレンズホルダ１１３側のレンズ面１０２ｂの曲率中心を、理論的には回転軸１０４ａの軸上にある状態とすることができる。そして、この後に作業者が被検レンズ１０２の傾きを調整し、被検レンズ１０２の光軸をスピンドル１０４の回転軸１０４ａに一致させる。
特開平９−２８８０４１号公報 FIG. 11 shows another configuration of the conventional eccentricity measuring apparatus. The eccentricity measuring device 111 includes a moving mechanism 115 that moves the lens holder 113 in the horizontal direction with respect to the rotation shaft 104a of the spindle 104, and a tilt adjusting mechanism 116 that adjusts the tilt of the lens holder 113 in the horizontal direction. Yes (see, for example, Patent Document 1). In this eccentricity measuring device 111, a parallel flat plate is placed on the upper surface of the lens holder 113, and the tilt adjustment mechanism 116 is adjusted while measuring by the eccentricity measuring unit 105, and the upper surface of the lens holder 113 is adjusted to the rotating shaft 104 a of the spindle 104. Perpendicular to. Next, a reference spherical surface is placed on the lens holder 113, and the horizontal position of the lens holder 113 is adjusted by the moving mechanism 115 while performing the measurement by the eccentricity measuring unit 105, and the central axis of the lens holder 113 is set as the rotation axis of the spindle 104. Match with 104a. In this way, even if the lens holder 113 is replaced, the center axis of the lens holder 113 can be immediately made coaxial with the rotation axis 104a of the spindle 104, and the lens on the lens holder 113 side of the lens 102 to be examined. The center of curvature of the surface 102b can theoretically be on the axis of the rotating shaft 104a. Thereafter, the operator adjusts the inclination of the test lens 102 so that the optical axis of the test lens 102 coincides with the rotation axis 104 a of the spindle 104.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-288041

しかしながら、従来の偏心測定装置１０１，１１１では、以下のような問題点を有していた。
スピンドル１０４の回転軸１０４ａに対して被検レンズ１０２の光軸を一致させるときに、レンズホルダ１０３，１１３側のレンズ面１０２ｂの曲率中心は理論的にはスピンドル１０４の回転軸１０４ａ上にあることを前提としているが、レンズ面１０２ｂを受けるレンズホルダ１０３，１１３の円形の縁部に傷が付いていたり、被検レンズ１０２をレンズホルダ１０３，１１３に保持させるときにゴミや塵などを挟み込んでしまったりした場合には、レンズ面１０２ｂの曲率中心と回転軸１０４ａとが一致しなくなることが多い。このような場合には、光軸が傾いた状態で被検レンズ１０２の光軸に対する被検レンズ１０２の外周面の中心軸の振れを測定していることになるので、正確な測定ができなくなる。このようなずれは、被検レンズ１０２の光軸に対する被検レンズ１０２の外周面の中心軸の横ずれ量の許容範囲が大きい場合には問題とならないが、高精度が要求される被検レンズにおいては大きな問題となる。 However, the conventional eccentricity measuring apparatuses 101 and 111 have the following problems.
When the optical axis of the test lens 102 is aligned with the rotation axis 104 a of the spindle 104, the center of curvature of the lens surface 102 b on the lens holder 103, 113 side is theoretically on the rotation axis 104 a of the spindle 104. However, the circular edges of the lens holders 103 and 113 that receive the lens surface 102b are scratched, or dust or dust is sandwiched when the lens 102 is held by the lens holders 103 and 113. In the case where the rotation occurs, the center of curvature of the lens surface 102b often does not coincide with the rotation axis 104a. In such a case, since the deflection of the central axis of the outer peripheral surface of the test lens 102 with respect to the optical axis of the test lens 102 is measured in a state where the optical axis is tilted, accurate measurement cannot be performed. . Such a shift does not cause a problem when the allowable range of the lateral shift amount of the central axis of the outer peripheral surface of the test lens 102 with respect to the optical axis of the test lens 102 is large, but in a test lens that requires high accuracy. Is a big problem.

また、偏心測定部１０５では、レンズホルダ１０３，１１３側のレンズ面１０２ｂを観察しながら、レンズ面１０２ｂの曲率中心を回転軸１０４ａに一致させれば調整が済むと考えられるが、レンズホルダ１０３，１１３側のレンズ面１０２ｂは、レンズ面１０２ａの影響を受けた上での観察となるために、レンズ面１０２ａの曲率中心が回転軸１０４ａと一致していない限り、正しくレンズ面１０２ｂの曲率中心を回転軸１０４ａに一致させることができない。
このように、従来の偏心測定装置１０１，１１１では、被検レンズ１０２の光軸に対する被検レンズ１０２の外周面の中心軸の横ずれ量を容易に、かつ高精度に測定することができなかった。 Further, in the eccentricity measuring unit 105, it is considered that the adjustment is completed if the center of curvature of the lens surface 102b coincides with the rotation axis 104a while observing the lens surface 102b on the lens holder 103, 113 side. Since the lens surface 102b on the 113 side is observed under the influence of the lens surface 102a, unless the center of curvature of the lens surface 102a coincides with the rotation axis 104a, the center of curvature of the lens surface 102b is correctly set. It cannot be made to coincide with the rotating shaft 104a.
As described above, the conventional eccentricity measuring apparatuses 101 and 111 cannot easily and accurately measure the amount of lateral deviation of the central axis of the outer peripheral surface of the test lens 102 with respect to the optical axis of the test lens 102. .

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その主な目的とするところは、レンズホルダに傷があったり、ゴミを挟み込んだりした状態で測定を行っても、被検レンズの光軸と回転軸とのずれを無視できる程度に抑え、被検レンズの光軸に対する外周面の中心軸の横ずれ量を高精度に測定することである。 The present invention has been made in view of such circumstances. The main object of the present invention is to measure the lens even if the lens holder is scratched or the measurement is performed with dust in between. The amount of lateral deviation of the central axis of the outer peripheral surface with respect to the optical axis of the lens to be measured is measured with high accuracy while suppressing the deviation between the optical axis and the rotation axis to a negligible level.

上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、回転駆動機構の回転軸に対するレンズ保持部材の水平方向の位置を調整する移動機構と、前記回転駆動機構の前記回転軸に対する前記レンズ保持部材及び前記移動機構の水平方向のあおりを調整するあおり調整機構と、前記レンズ保持部材により保持された被検レンズ両面の偏心を観察する偏心検出手段により、前記被検レンズの光軸を前記回転駆動機構の前記回転軸と一致させて、前記被検レンズの光軸に対する外周面の中心軸の振れ量を測定し、かつ、前記被検レンズの光軸を前記回転駆動機構の前記回転軸と一致させるに際し、前記被検レンズを水平移動させて一方のレンズ面の曲率中心と前記回転軸とを一致させる工程と、前記被検レンズのあおりを調整して他方のレンズ面の曲率中心と前記回転軸とを一致させる工程と、を交互に実施することを特徴とする偏心測定方法とした。
この偏心測定方法では、最初に被検レンズの光軸を回転駆動機構の回転軸と一致させることで、被検レンズの回転時の振れを防止し、その後に被検レンズの外周面の中心軸の振れ量を測定するので、被検レンズの外周面の中心軸の振れ量が精度良く測定される。
また、被検レンズの水平移動と、被検レンズのあおりの調整とを少なくとも１回ずつ交互に行うことで、被検レンズの光軸が徐々に回転駆動機構の回転軸に近づき、光軸と回転軸とのずれを無視できる程度になる。 Invention includes a moving mechanism for adjusting the horizontal position of the lens holding member with respect to the rotation axis of the rotary drive mechanism, the lens with respect to the rotation shaft of the rotary drive mechanism according to claim 1 of the present invention to solve the above problem A tilt adjusting mechanism that adjusts a tilt in the horizontal direction of the holding member and the moving mechanism, and an eccentricity detecting means for observing the eccentricity of both surfaces of the test lens held by the lens holding member, the optical axis of the test lens is The amount of shake of the central axis of the outer peripheral surface with respect to the optical axis of the lens to be tested is measured so as to coincide with the rotational axis of the rotational driving mechanism, and the optical axis of the lens to be tested is set to the rotational axis of the rotational driving mechanism The lens is horizontally moved to match the center of curvature of one lens surface with the rotation axis, and the tilt of the lens is adjusted to adjust the tilt of the other lens surface. A step of matching the rate center and the rotation axis, was used as the eccentricity determination method which comprises carrying out alternately.
In this decentering measurement method, first, the optical axis of the test lens is aligned with the rotation axis of the rotation drive mechanism, thereby preventing shake during rotation of the test lens, and then the central axis of the outer peripheral surface of the test lens. Therefore, the shake amount of the central axis of the outer peripheral surface of the lens to be measured is accurately measured.
Further, by alternately performing horizontal movement of the test lens and adjustment of the tilt of the test lens at least once, the optical axis of the test lens gradually approaches the rotation axis of the rotation drive mechanism, Deviation from the rotation axis is negligible.

本発明によれば、回転軸に対する被検レンズの光軸の傾き及び横ずれを、無視できる程度に小さく調整することが容易になるので、被検レンズの光軸に対する被検レンズの外周面の中心軸の横ずれ量の測定を高精度に行うことができる。 According to the present invention, since it becomes easy to adjust the inclination and lateral deviation of the optical axis of the test lens with respect to the rotation axis to a negligible level, the center of the outer peripheral surface of the test lens with respect to the optical axis of the test lens The amount of lateral deviation of the shaft can be measured with high accuracy.

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図１は偏心測定装置の概略構成を示す斜視図であり、図２は側面図である。また、図３から図６は被検レンズの回転軸に対する傾きと横ずれが修正される過程を段階的に示す正面図である。
図１及び図２に示すように、偏心測定装置１は、不図示の駆動源と共に回転駆動機構を構成するスピンドル２を有し、スピンドル２の上部には、スピンドル２の回転軸２ａに直交する面（水平面）に対するあおり方向（図中のαβ方向）に移動可能なαβ揺動ステージ３（あおり調整機構）が固定されている。αβ揺動ステージ３は、α方向に移動自在なα軸方向テーブル３ａと、β方向に移動自在なβ軸方向テーブル３ｂとを上下に積層させて構成され、これら各テーブル３ａ，３ｂの揺動中心はスピンドル２の回転軸２ａ上で一致するように設置されている。αβ揺動ステージ３上には、水平方向（図中のＸＹ方向）に移動自在なＸＹステージ４が固定されている。ＸＹステージ４は、Ｘ軸方向に平行移動自在なＸ軸方向テーブル４ａと、Ｙ方向に平行移動自在なＹ軸方向テーブル４ｂとを積層させて構成された移動機構である。さらに、ＸＹステージ４上には、レンズホルダ固定部材５が固定されている。レンズホルダ固定部材５上には、円筒状のレンズホルダ６（レンズ保持部材）が着脱自在に固定されており、レンズホルダ６の中心の中空部分の上端部分には、被検レンズＷの下面（レンズ面Ｗｂ）を吸着保持する吸着手段（不図示）が設けられている。 (First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of the eccentricity measuring apparatus, and FIG. 2 is a side view. 3 to 6 are front views showing in a stepwise manner the process of correcting the inclination and lateral deviation of the lens to be examined with respect to the rotation axis.
As shown in FIGS. 1 and 2, the eccentricity measuring apparatus 1 has a spindle 2 that constitutes a rotary drive mechanism together with a drive source (not shown), and an upper part of the spindle 2 is orthogonal to the rotation axis 2 a of the spindle 2. An αβ swinging stage 3 (tilting adjustment mechanism) that can move in a tilt direction (αβ direction in the figure) with respect to a plane (horizontal plane) is fixed. The αβ swing stage 3 is configured by vertically stacking an α-axis direction table 3a movable in the α-direction and a β-axis direction table 3b movable in the β-direction, and swinging each of the tables 3a and 3b. The center is installed so as to coincide with the rotation axis 2 a of the spindle 2. On the αβ swing stage 3, an XY stage 4 that is movable in the horizontal direction (XY direction in the figure) is fixed. The XY stage 4 is a moving mechanism configured by stacking an X-axis direction table 4a that can move in parallel in the X-axis direction and a Y-axis direction table 4b that can move in parallel in the Y direction. Further, a lens holder fixing member 5 is fixed on the XY stage 4. A cylindrical lens holder 6 (lens holding member) is detachably fixed on the lens holder fixing member 5, and the lower surface of the lens W to be tested (on the upper end portion of the hollow portion at the center of the lens holder 6). Adsorption means (not shown) for adsorbing and holding the lens surface Wb) is provided.

ここで、レンズホルダ固定部材５にレンズホルダ６を固定する手段としては、例えば、レンズホルダ固定部材５の中央で、かつ回転軸２ａと一致する位置に雄ネジを設け、この雄ネジと同径及び同ピッチの雌ネジをレンズホルダ６の下部の内周部に設けることがあげられる。また、レンズホルダ６の高さは、レンズホルダ６に保持させた被検レンズＷと、レンズホルダ６のそれぞれの傾き及び横ずれがなく、被検レンズＷの光軸が回転軸２ａと一致したときに、被検レンズＷの上面（レンズ面Ｗａ）の曲率中心と、αβ揺動ステージ３の揺動中心とが一致するように定められている。 Here, as means for fixing the lens holder 6 to the lens holder fixing member 5, for example, a male screw is provided in the center of the lens holder fixing member 5 and at a position coinciding with the rotation shaft 2a, and has the same diameter as this male screw. In addition, a female screw having the same pitch is provided on the inner peripheral portion of the lower portion of the lens holder 6. The height of the lens holder 6 is such that the test lens W held by the lens holder 6 and the lens holder 6 are not inclined and laterally shifted, and the optical axis of the test lens W coincides with the rotation axis 2a. In addition, the center of curvature of the upper surface (lens surface Wa) of the lens W to be tested and the center of swing of the αβ swing stage 3 are determined to coincide with each other.

また、レンズホルダ６の上方、つまり被検レンズＷの上方には、スピンドル２の回転軸２ａに対する被検レンズＷの両レンズ面Ｗａ，Ｗｂの偏心を確認するために用いられる偏心検出手段７が設置されている。図２に示すように、偏心検出手段７は、測定用光源１１を備え、測定用光源１１から出射される光の光路上には、チャート（以下、ターゲットという）１２、採光レンズ１３、ハーフプリズム１４が順番に配置されており、測定用光源１１からの光をターゲット１２に照射することで得られる像（ターゲット像）を採光レンズ１３に入射させ、ハーフプリズム１４の反射によって被検レンズＷに入射させるようになっている。さらに、ハーフプリズム１４の上方には、被検レンズＷで反射する反射光であって、ハーフプリズム１４を透過する光を集光してターゲット像を結像させる結像レンズ１５と、結像されるターゲット像を拡大する拡大レンズ１６と、拡大して結像されるターゲット像を映すテレビカメラ１７とが順番に配置されている。このテレビカメラ１７の出力信号は、コンピュータ１８に接続されている。コンピュータ１８は、画像処理回路が組み込まれており、被検レンズＷで反射するターゲット像を画像処理することで反射したターゲット像の画像をモニタ１９に表示できるように構成されている。偏心検出手段７は、結像したターゲット像位置に物点位置を合わせられるように、図示しない手段で被検レンズＷに対して接近、又は離隔可能となっている。 In addition, above the lens holder 6, that is, above the lens W to be tested, an eccentricity detecting means 7 used for confirming the eccentricity of both lens surfaces Wa and Wb of the lens W to be tested with respect to the rotating shaft 2 a of the spindle 2. is set up. As shown in FIG. 2, the eccentricity detection means 7 includes a measurement light source 11, and a chart (hereinafter referred to as a target) 12, a daylighting lens 13, and a half prism are arranged on the optical path of light emitted from the measurement light source 11. 14 are arranged in order, and an image (target image) obtained by irradiating the light from the measurement light source 11 to the target 12 is made incident on the daylighting lens 13, and is reflected on the test lens W by the reflection of the half prism 14. It is made to enter. Further, above the half prism 14, an image is formed with an imaging lens 15 that focuses reflected light that is reflected by the lens W to be tested and passes through the half prism 14 to form a target image. A magnifying lens 16 for enlarging the target image to be enlarged and a television camera 17 for projecting the target image to be magnified and formed are arranged in order. The output signal of the television camera 17 is connected to the computer 18. The computer 18 incorporates an image processing circuit, and is configured to display the image of the reflected target image on the monitor 19 by performing image processing on the target image reflected by the lens W to be examined. The decentering detecting means 7 can approach or be separated from the lens W to be measured by means not shown so that the object point position can be adjusted to the imaged target image position.

さらに、図１に示すように、被検レンズＷの側方には、被検レンズＷの光軸に対する被検レンズＷの外周面Ｗｃの横ずれを測定する外周振れ測定手段８が設けられている。外周振れ測定手段８は、光源８ａと受光部８ｂとが被検レンズＷを側方から挟むように配設されている。光源８ａは、被検レンズＷの外周面Ｗｃによって光の一部が遮蔽されるように光を照射し、受光部８ｂは、この光を受光して光量に応じた信号を出力することで被検レンズＷの外周振れを非接触で測定可能になっている。また、外周振れ測定手段８は、被検レンズＷの位置に合わせて高さを調整できるように図示しない手段で、被検レンズＷの光軸に沿って上下移動可能になっている。 Further, as shown in FIG. 1, on the side of the test lens W, there is provided an outer shake measuring means 8 for measuring a lateral shift of the outer peripheral surface Wc of the test lens W with respect to the optical axis of the test lens W. . The peripheral shake measuring means 8 is arranged such that the light source 8a and the light receiving portion 8b sandwich the lens W to be tested from the side. The light source 8a emits light so that a part of the light is shielded by the outer peripheral surface Wc of the test lens W, and the light receiving unit 8b receives this light and outputs a signal corresponding to the amount of light. It is possible to measure the outer peripheral shake of the test lens W in a non-contact manner. The peripheral shake measuring means 8 is a means (not shown) so that the height can be adjusted according to the position of the test lens W, and can be moved up and down along the optical axis of the test lens W.

このような偏心測定装置１を用いて行われる被検レンズＷの光軸に対する外周面Ｗｃの中心軸の横ずれ量の測定方法について説明する。
まず、作業者が、測定したい被検レンズＷに対応するレンズホルダ６の雌ネジをレンズホルダ固定部材５の雄ネジにねじ込んで固定する。そして、固定したレンズホルダ６に被検レンズＷを吸着保持させる。このとき、被検レンズＷの光軸は、スピンドル２の回転軸２ａに対して傾きをもつと共に、レンズホルダ６の位置によっては、横方向にずれた状態となっている。ここで、図３に示すように、被検レンズＷのレンズ面Ｗｂの曲率中心とスピンドル２の回転軸２ａの間のずれ量であって、回転軸２ａと直交する方向のずれ量（以下、横ずれ量とする）をΔ、回転軸２ａに対する被検レンズＷの光軸の傾き角度をθ_０と定義する。 A method for measuring the lateral deviation amount of the central axis of the outer peripheral surface Wc with respect to the optical axis of the lens W to be tested, which is performed using such an eccentricity measuring apparatus 1, will be described.
First, the operator screws and fixes the female screw of the lens holder 6 corresponding to the lens W to be measured to the male screw of the lens holder fixing member 5. Then, the test lens W is held by suction on the fixed lens holder 6. At this time, the optical axis of the lens W to be tested is inclined with respect to the rotation axis 2 a of the spindle 2 and is shifted laterally depending on the position of the lens holder 6. Here, as shown in FIG. 3, the amount of deviation between the center of curvature of the lens surface Wb of the lens W to be examined and the rotation axis 2a of the spindle 2 and in the direction perpendicular to the rotation axis 2a (hereinafter, referred to as “the amount of deviation”) is referred to as lateral deviation amount) delta, the inclination angle of the optical axis of the lens W with respect to the rotation shaft 2a is defined as theta _0.

次に、図４に示すように、被検レンズＷのレンズ面Ｗｂの曲率中心と回転軸２ａとが一致（Δ＝０）した状態において、被検レンズＷのレンズ面Ｗａ及びレンズ面Ｗｂの曲率中心間の距離をＬ、被検レンズＷのレンズ面Ｗａの曲率中心と回転軸２ａとの横ずれ量をＸ_０と定義すると、次式が成り立つ。
Ｘ_０＝Ｌ×ｓｉｎθ_０（１） Next, as shown in FIG. 4, in the state where the center of curvature of the lens surface Wb of the test lens W and the rotation axis 2a coincide (Δ = 0), the lens surface Wa and the lens surface Wb of the test lens W are the distance between the center of curvature L, and the amount of lateral deviation of the rotation axis 2a and the center of curvature of the lens surface Wa of the lens W is defined as X _0, the following equation holds.
X ₀ = L × sin θ ₀ (1)

ここで、偏心検出手段７を被検レンズＷに対して近接又は離隔させて、被検レンズＷのレンズ面Ｗａで反射したターゲット像がモニタ１９で観察できるようにした後、スピンドル２を回転させると、Δ＋Ｘ_０に比例した半径を有する円上をターゲット像が回転する。この状態では、ターゲット像は偏心した状態で観察される。そこで、モニタ１９に表示されるターゲット像を観ながら、ＸＹステージ４によって被検レンズＷをΔ＋Ｘ_０分だけ水平に移動させると、被検レンズＷのレンズ面Ｗａの曲率中心はスピンドル２の回転軸２ａに一致するため、ターゲット像の回転振れを止めることができる。このとき、図５に示すように、被検レンズＷのレンズ面Ｗａ及びレンズ面Ｗｂの曲率中心とαβ揺動ステージ３の揺動中心との距離をそれぞれＲ_１、Ｒ_２とし、レンズ面Ｗｂの曲率中心とαβ揺動ステージ３の揺動中心とを結んだ線とスピンドル２の回転軸２ａとの間の傾き角度をφ_１とすると、次式が成り立つ。
ｓｉｎφ_１＝Ｘ_０／Ｒ_２（２） Here, the eccentricity detecting means 7 is moved close to or away from the lens W to be observed so that the target image reflected by the lens surface Wa of the lens W can be observed on the monitor 19, and then the spindle 2 is rotated. When, on a circle having a radius proportional to delta + X ₀ target image is rotated. In this state, the target image is observed in an eccentric state. Accordingly, when the test lens W is moved horizontally by Δ + X ₀ while watching the target image displayed on the monitor 19, the center of curvature of the lens surface Wa of the test lens W is the rotation axis of the spindle 2. Since it corresponds to 2a, the rotational shake of the target image can be stopped. At this time, as shown in FIG. 5, the distances between the curvature centers of the lens surface Wa and the lens surface Wb of the lens W to be examined and the oscillation center of the αβ oscillation stage 3 are R ₁ and R ₂ , respectively. When the inclination angle between the center of curvature and the rotation axis 2a of the αβ swinging stage 3 of the swing center and a line connecting the spindles 2 of the phi _1, the following expression holds.
sinφ ₁ = X ₀ / R ₂ (2)

次に、偏心検出手段７を被検レンズＷに対して接近又は離隔させて、被検レンズＷのレンズ面Ｗｂで反射したターゲット像がモニタ１９で観察できるようにした後、スピンドル２を回転させると、被検レンズＷの光軸の傾きθ_０に比例した半径を有する円上をターゲット像が回転する。そこで、モニタ１９に表示されるターゲット像を観ながら、αβ揺動ステージ３によって被検レンズＷをφ_１だけ傾斜させると、被検レンズＷのレンズ面Ｗｂの曲率中心はスピンドル２の回転軸２ａに一致し、これによってターゲット像の回転振れを止めることができる。このとき、図６に示すように、被検レンズＷのレンズ面Ｗａの曲率中心と回転軸２ａとの横ずれ量をＸ_１とすると、次式が成り立つ。
ｓｉｎφ_１＝Ｘ_１／Ｒ_１（３）
ここで、（２）式と（３）式から次式が成り立つ。
Ｘ_１＝（Ｒ_１／Ｒ_２）×Ｘ_０（４） Next, the decentering detection means 7 is moved closer to or away from the test lens W so that the target image reflected by the lens surface Wb of the test lens W can be observed on the monitor 19, and then the spindle 2 is rotated. Then, the target image rotates on a circle having a radius proportional to the optical axis inclination θ ₀ of the lens W to be examined. Therefore, while watching the target image displayed on the monitor 19, when tilting the sample lens W by phi ₁ by αβ swinging stage 3, the center of curvature of the lens surface Wb of the lens W is the rotating shaft 2a of the spindle 2 Thus, the rotational shake of the target image can be stopped. At this time, as shown in FIG. 6, when the lateral deviation amount of the center of curvature and the rotation axis 2a of the lens surface Wa of the lens W and X _1, the following expression holds.
sinφ ₁ = X ₁ / R ₁ (3)
Here, the following equation is established from the equations (2) and (3).
X ₁ = (R ₁ / R ₂ ) × X ₀ (4)

（４）式からは、Ｒ_１＜Ｒ_２のとき、Ｘ_１＜Ｘ_０の関係が成り立つ。このため、被検レンズＷのレンズ面Ｗａが回転軸２ａと一致しているとき、被検レンズＷのレンズ面Ｗａ及びレンズ面Ｗｂの曲率中心と、αβ揺動ステージ３の揺動中心との距離の関係で、レンズ面Ｗａの距離の方が揺動中心に近いとき、αβ揺動ステージ３による被検レンズＷの角度修正後のレンズ面Ｗｂの曲率中心と回転軸２ａとの横ずれ量Ｘ_１は、角度修正前の横ずれ量Ｘ_０よりも小さくなる。また、αβ揺動ステージ３による被検レンズＷの角度修正後の光軸の傾き角度をθ_１とすると、次式が成り立つ。
Ｘ_１＝Ｌ×ｓｉｎθ_１（５） From the equation (4), when R ₁ <R ₂ , the relationship X ₁ <X ₀ is established. For this reason, when the lens surface Wa of the test lens W coincides with the rotation axis 2 a, the center of curvature of the lens surface Wa and the lens surface Wb of the test lens W and the swing center of the αβ swing stage 3. When the distance of the lens surface Wa is closer to the center of swing due to the distance, the lateral deviation amount X between the center of curvature of the lens surface Wb after the angle correction of the lens W to be tested by the αβ swing stage 3 and the rotary shaft 2a ₁ is smaller than the lateral shift amount X ₀ before angle modification. Further, when the inclination angle of the optical axis after the angle modification of the lens W by αβ swinging stage 3 and theta _1, the following expression holds.
X ₁ = L × sin θ ₁ (5)

（１）式及び（５）式と、Ｘ_０＞Ｘ_１とから、θ_０＞θ_１の関係が成り立つ。したがって、αβ揺動ステージ３による角度修正後の被検レンズＷの光軸の傾きθ_１は、角度修正前の角度θ_０よりも小さくなる。
また、（４）式からは、Ｒ_１→０のとき、Ｘ_１及びθ_１は小さくなることがわかる。前記の通り、レンズホルダ６の高さは、被検レンズＷの光軸が回転軸２ａと一致したとき、被検レンズＷのレンズ面Ｗａの曲率中心と、αβ揺動ステージ３の揺動中心とが一致するように構成されているため、Ｒ_１の値は被検レンズＷを最初にレンズホルダ６に保持した時の傾きで決まり、次式で表される。
Ｒ_１＝Ｌ×（１−ｃｏｓθ_０）（６） From the expressions (1) and (5) and X ₀ > X ₁ , the relation θ ₀ > θ ₁ is established. Therefore, the inclination θ ₁ of the optical axis of the test lens W after the angle correction by the αβ swing stage 3 is smaller than the angle θ ₀ before the angle correction.
Further, from the equation (4), it can be seen that when R ₁ → 0, X ₁ and θ ₁ become smaller. As described above, the height of the lens holder 6 is such that the center of curvature of the lens surface Wa of the test lens W and the swing center of the αβ swing stage 3 when the optical axis of the test lens W coincides with the rotation axis 2a. since it is configured such bets are matched, the value of R ₁ is determined by the slope of the time held in the first lens holder 6 to the sample lens W, it is expressed by the following equation.
R ₁ = L × (1-cos θ ₀ ) (6)

被検レンズＷをレンズホルダ６に保持するときには、作業者が被検レンズＷの傾きが小さくなるように設置すればＲ_１を小さい値にすることができる。したがって、偏心検出手段７で観察しながらＸＹステージ４によるレンズ面Ｗａの曲率中心位置の修正と、αβ揺動ステージ３によるレンズ面Ｗｂの曲率中心位置の修正作業とを数回繰り返せば、スピンドル２の回転軸２ａに対する被検レンズＷの光軸の傾き及び横ずれは、無視できる値まで小さくすることができる。なお、被検レンズＷで反射するターゲット像を移動させる際の目標とする中心位置は、ターゲット像の軌跡をコンピュータ１８で画像処理し、演算することで求めても良い。 When the test lens W is held in the lens holder 6, R ₁ can be set to a small value if the operator installs the test lens W so that the tilt of the test lens W is small. Therefore, if the correction of the center of curvature of the lens surface Wa by the XY stage 4 and the correction of the center of curvature of the lens surface Wb by the αβ swing stage 3 are repeated several times while observing with the eccentricity detecting means 7, the spindle 2 The inclination and lateral deviation of the optical axis of the lens W to be measured with respect to the rotation axis 2a can be reduced to a negligible value. Note that the target center position when the target image reflected by the lens W is moved may be obtained by performing image processing on the trajectory of the target image with the computer 18 and calculating.

このようにして、被検レンズＷの光軸とスピンドル２の回転軸２ａとを一致させた後、外周振れ測定手段８を被検レンズＷの高さに合わせ、スピンドル２を回転させる。被検レンズＷの回転時に外周面Ｗｃの位置が変位する場合には、受光部８ｂに受光される光の光量が変化するので、外周振れ測定手段８の受光部８ｂで得られる光量から、被検レンズＷの光軸に対する外周面Ｗｃの中心軸の横ずれ量を測定することができる。そして、この外周面Ｗｃの横ずれ量が予め定められている許容範囲内であるか否かを確認する。 In this way, after the optical axis of the test lens W and the rotation axis 2a of the spindle 2 are matched, the outer peripheral shake measuring means 8 is adjusted to the height of the test lens W and the spindle 2 is rotated. When the position of the outer peripheral surface Wc is displaced during rotation of the test lens W, the amount of light received by the light receiving unit 8b changes, so that the amount of light obtained by the light receiving unit 8b of the outer peripheral shake measuring means 8 is The lateral deviation amount of the central axis of the outer peripheral surface Wc with respect to the optical axis of the test lens W can be measured. Then, it is confirmed whether or not the lateral deviation amount of the outer peripheral surface Wc is within a predetermined allowable range.

また、曲率の異なる被検レンズＷについて偏心測定を行う際には、その被検レンズＷの曲率に合わせたレンズホルダ６をレンズホルダ固定部材５に装着し、前記と同様の手順で測定を行う。 Further, when performing decentration measurement on the test lens W having different curvatures, the lens holder 6 matched to the curvature of the test lens W is mounted on the lens holder fixing member 5 and measurement is performed in the same procedure as described above. .

この実施の形態によれば、偏心検出手段７で被検レンズＷの光軸を実測しながら、αβ揺動ステージ３及びＸＹステージ４を操作して調整をすることで、被検レンズＷの光軸をスピンドル２の回転軸２ａに一致させることができる。したがって、被検レンズＷの光軸に対する外周面Ｗｃの中心軸の横ずれ量を高精度に測定することができる。
また、外周面Ｗｃの横ずれ量の測定に非接触の外周振れ測定手段８を用いているため、微小な被検レンズＷであっても、外周振れ測定時に被検レンズＷの光軸がずれてしまうことはない。 According to this embodiment, while the optical axis of the test lens W is actually measured by the eccentricity detecting means 7, the αβ swing stage 3 and the XY stage 4 are operated and adjusted, whereby the light of the test lens W is adjusted. The axis can coincide with the rotation axis 2 a of the spindle 2. Therefore, the lateral deviation amount of the central axis of the outer peripheral surface Wc with respect to the optical axis of the lens W can be measured with high accuracy.
In addition, since the non-contact outer peripheral shake measuring means 8 is used for measuring the lateral deviation amount of the outer peripheral surface Wc, the optical axis of the test lens W is shifted during the outer peripheral shake measurement even for the minute test lens W. There is no end.

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図７は偏心測定装置の概略構成を示す斜視図であり、図８は側面図である。図９は被検レンズをレンズホルダに載せた状態を示す平面図である。図８中の断面は図９に示すＡＯＢ線に沿った断面である。この実施の形態において、第１の実施の形態と同じ構成要素には同一の符号を付してある。また、重複する説明は省略する。 (Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 7 is a perspective view showing a schematic configuration of the eccentricity measuring apparatus, and FIG. 8 is a side view. FIG. 9 is a plan view showing a state in which the test lens is placed on the lens holder. The cross section in FIG. 8 is a cross section along the AOB line shown in FIG. In this embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. In addition, overlapping explanation is omitted.

図７から図９に示すように、偏心測定装置２０は、被検レンズＷを保持するレンズホルダ６を有し、レンズホルダ６の縮径された下部外周面に雄ねじが形成されている。この雄ねじは、同じ外径及び同じピッチの雌ねじを内周面に有する丸アリ２１に着脱可能となっている。丸アリ２１は、αβ揺動ステージ３の上面と、αβ揺動ステージ３に固定された円形部材２２とで形成される凹部内で、水平方向（図中のＸＹ方向）に移動可能に支持されており、２つの進退自在な移動つまみ２３と、１つの押圧部材２４により、傾斜面とされた外周面が挟持された状態で保管されている。移動つまみ２３は、円形部材２２に形成されたねじ部にねじ込まれており、回動によって丸アリ２１に対して進退自在となっている。押圧部材２４には、円形部材２２の外周側面に固定された筒部材２４ａ内の圧縮バネ２５により、丸アリ２１を常に２つの移動つまみ２３に押し付ける力が作用している。２つの移動つまみ２３と押圧部材２４とは、円形部材２２の中心に向かって１２０°の角度をなすように設けられており、２つの移動つまみ２３の操作により被検レンズＷを水平方向に移動可能となっている。 As shown in FIGS. 7 to 9, the eccentricity measuring device 20 includes a lens holder 6 that holds the lens W to be tested, and a male screw is formed on a lower outer peripheral surface of the lens holder 6 whose diameter is reduced. This male screw is attachable to and detachable from a round ant 21 having a female screw having the same outer diameter and the same pitch on the inner peripheral surface. The round ant 21 is supported so as to be movable in the horizontal direction (XY direction in the figure) in a recess formed by the upper surface of the αβ swing stage 3 and the circular member 22 fixed to the αβ swing stage 3. It is stored in a state in which the inclined outer peripheral surface is sandwiched between two movable knobs 23 that can be moved forward and backward and one pressing member 24. The moving knob 23 is screwed into a threaded portion formed on the circular member 22 and can move forward and backward with respect to the round ant 21 by rotation. A force that always presses the round ant 21 against the two moving knobs 23 acts on the pressing member 24 by a compression spring 25 in the cylindrical member 24 a fixed to the outer peripheral side surface of the circular member 22. The two moving knobs 23 and the pressing member 24 are provided so as to form an angle of 120 ° toward the center of the circular member 22, and the test lens W is moved in the horizontal direction by operating the two moving knobs 23. It is possible.

また、被検レンズＷの光軸に対する外周面の中心軸の横ずれ量を測定する外周振れ測定手段として、ピックテスタ２６が設けられている。ピックテスタ２６は、被検レンズＷの位置に合わせて、その高さを変えられるように図示しない手段で被検レンズＷの光軸方向に上下移動可能となっている。 Further, a pick tester 26 is provided as an outer peripheral shake measuring means for measuring the lateral deviation amount of the central axis of the outer peripheral surface with respect to the optical axis of the lens W to be tested. The pick tester 26 can be moved up and down in the direction of the optical axis of the lens W by means not shown so that its height can be changed according to the position of the lens W.

次に、この実施の形態における被検レンズＷの光軸に対する外周面Ｗｃの中心軸の横ずれ量の測定方法について説明する。
第１の実施の形態のＸＹステージの代わりに、２つの移動つまみ２３を回して丸アリ２１の位置を移動させて、被検レンズＷを水平方向に移動させて位置を調整する。被検レンズＷの光軸をスピンドル２の回転軸２ａに一致させる工程は、第１の実施の形態と同様である。
また、第１の実施の形態と同様にして、被検レンズＷの光軸とスピンドル２の回転軸２ａとを一致させた後に、ピックテスタ２６の検出端子２６ａを被検レンズＷの外周面Ｗｃに接触させて、スピンドル２を回転させ、被検レンズＷの光軸に対する外周面Ｗｃの中心軸の横ずれ量を測定する。 Next, a method of measuring the lateral deviation amount of the central axis of the outer peripheral surface Wc with respect to the optical axis of the lens W to be tested in this embodiment will be described.
Instead of the XY stage of the first embodiment, the two movement knobs 23 are turned to move the position of the round ant 21, and the test lens W is moved in the horizontal direction to adjust the position. The process of making the optical axis of the lens W to be tested coincide with the rotation axis 2a of the spindle 2 is the same as that in the first embodiment.
Similarly to the first embodiment, after the optical axis of the test lens W is aligned with the rotation axis 2a of the spindle 2, the detection terminal 26a of the pick tester 26 is placed on the outer peripheral surface Wc of the test lens W. Contact is made and the spindle 2 is rotated to measure the lateral deviation of the central axis of the outer peripheral surface Wc with respect to the optical axis of the lens W to be tested.

この実施の形態によれば、被検レンズＷを水平移動させる移動機構の高さを薄くすることができ、αβ揺動ステージ３の揺動中心と丸アリ２１上面の間を広く取れることから、大きな曲率の凹部をもつ被検レンズＷの測定にも対応することができる。 According to this embodiment, the height of the moving mechanism for moving the lens W to be horizontally moved can be reduced, and the space between the rocking center of the αβ rocking stage 3 and the upper surface of the round ant 21 can be widened. It is also possible to cope with the measurement of the test lens W having a concave portion with a large curvature.

なお、本発明は前記の実施の形態に限定されずに広く応用することができる。例えば、第１の実施の形態において、外周振れ測定手段８の代わりにピックテスタ２６を用いても良い。また、被検レンズＷの水平移動とあおりの調整とを行う機構は、実施の形態に限定されるものではない。さらに、コンピュータ１８の制御によってαβ揺動ステージ３及びＸＹステージ４、移動つまみ２３を駆動させても良い。 Note that the present invention can be widely applied without being limited to the above-described embodiment. For example, in the first embodiment, a pick tester 26 may be used in place of the peripheral runout measuring means 8. Further, the mechanism for performing the horizontal movement and tilt adjustment of the test lens W is not limited to the embodiment. Further, the αβ swing stage 3, the XY stage 4, and the movement knob 23 may be driven under the control of the computer 18.

本発明の実施の形態に係る偏心測定装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the eccentricity measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. 偏心装置の概略構成を示す側面図である。It is a side view which shows schematic structure of an eccentric apparatus. レンズホルダに被検レンズを保持させた状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state which hold | maintained the to-be-tested lens to the lens holder. 被検レンズの上側のレンズ面の曲率中心と回転軸とが一致するように被検レンズを水平移動させた状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state which moved the test lens horizontally so that the center of curvature of the upper lens surface of a test lens and a rotating shaft may correspond. 被検レンズの下側のレンズ面の曲率中心と回転軸とが一致するように被検レンズを水平移動させた状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state which moved the to-be-tested lens horizontally so that the center of curvature of the lens surface of the to-be-tested lens and a rotating shaft may correspond. 被検レンズの上側のレンズ面の曲率中心と回転軸とが一致するように被検レンズの角度調整をした状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state which adjusted the angle of the to-be-tested lens so that the center of curvature of the lens surface above a to-be-tested lens and a rotating shaft might correspond. 本発明の実施の形態に係る偏心測定装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the eccentricity measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. 偏心装置の概略構成を示す側面図である。It is a side view which shows schematic structure of an eccentric apparatus. 被検レンズをレンズホルダに載せた状態の平面図である。It is a top view of the state which mounted the to-be-tested lens on the lens holder. 従来の偏心測定装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the conventional eccentricity measuring apparatus. 従来の偏心測定装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the conventional eccentricity measuring apparatus.

Explanation of symbols

１偏心測定装置
２スピンドル（回転駆動機構）
２ａ回転軸
３ αβ揺動ステージ（あおり調整機構）
４ＸＹステージ（移動機構）
６レンズホルダ（レンズ保持部材）
７偏心検出手段
８外周振れ測定手段
Ｗ被検レンズ
Ｗａレンズ面
Ｗｃ外周面

1 Eccentricity measuring device 2 Spindle (rotary drive mechanism)
2a Rotating shaft 3 αβ swing stage (tilting adjustment mechanism)
4 XY stage (movement mechanism)
6 Lens holder (Lens holding member)
7 Eccentricity detection means 8 Outer circumference shake measurement means W Test lens Wa Lens surface Wc Outer circumference surface

Claims

A moving mechanism that adjusts the horizontal position of the lens holding member with respect to the rotation shaft of the rotation driving mechanism, and a tilt adjustment mechanism that adjusts the horizontal tilt of the lens holding member and the moving mechanism with respect to the rotation shaft of the rotation driving mechanism. And an eccentricity detecting means for observing the eccentricity of both surfaces of the test lens held by the lens holding member so that the optical axis of the test lens coincides with the rotation axis of the rotation drive mechanism, and Measure the deflection of the central axis of the outer peripheral surface relative to the optical axis ,
And, when matching the optical axis of the lens to be tested with the rotation axis of the rotation drive mechanism, horizontally moving the lens to be tested to match the center of curvature of one lens surface with the rotation axis, A method of measuring eccentricity , wherein the step of adjusting the tilt of the lens to be tested so that the center of curvature of the other lens surface coincides with the rotation axis is performed alternately .