JP4767255B2 - Measuring method of optical axis eccentricity of front and back surfaces of lens - Google Patents

Measuring method of optical axis eccentricity of front and back surfaces of lens Download PDF

Info

Publication number
JP4767255B2
JP4767255B2 JP2007529527A JP2007529527A JP4767255B2 JP 4767255 B2 JP4767255 B2 JP 4767255B2 JP 2007529527 A JP2007529527 A JP 2007529527A JP 2007529527 A JP2007529527 A JP 2007529527A JP 4767255 B2 JP4767255 B2 JP 4767255B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measuring
reference point
lens
holder
vertex
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.)
Active
Application number
JP2007529527A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2007018118A1 (en
Inventor
勝重 中村
勝弘 三浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitaka Kohki Co Ltd
Original Assignee
Mitaka Kohki Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitaka Kohki Co Ltd filed Critical Mitaka Kohki Co Ltd
Priority to JP2007529527A priority Critical patent/JP4767255B2/en
Publication of JPWO2007018118A1 publication Critical patent/JPWO2007018118A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4767255B2 publication Critical patent/JP4767255B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02Testing optical properties
    • G01M11/0242Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations
    • G01M11/025Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations by determining the shape of the object to be tested
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02Testing optical properties
    • G01M11/0221Testing optical properties by determining the optical axis or position of lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0052Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a laser diode
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/02Simple or compound lenses with non-spherical faces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Description

本発明は、特に非球面レンズにおける表裏面の光軸偏芯量の測定方法に関する。  The present invention particularly relates to a method for measuring the optical axis eccentricity of front and back surfaces of an aspheric lens.

非球面レンズの多くが金型を用いた成型技術により大量生産されている。両面が球面−平面または球面−球面で構成されるレンズは、いずれの表面の任意の点においてもその点での法線ベクトルに回転対称な形状となるのでいずれの面においてもそのまわりに回転対称となるような軸が存在し、それが光軸となる。しかし、非球面レンズにおいては、回転対称となる軸は唯一であるため非球面−非球面や球面−非球面レンズでは成形の際に両面の回転対称軸が一致するように加工しなければならない。したがって、加工精度を向上させるためには、非球面レンズの偏芯を定量的に測定することが不可欠となる。  Many aspheric lenses are mass-produced by a molding technique using a mold. A lens having both surfaces of a sphere-plane or a sphere-sphere has a rotationally symmetric shape with respect to the normal vector at any point on any surface, so that it is rotationally symmetric around any surface. There is an axis that becomes and becomes the optical axis. However, since an aspherical lens has only one rotationally symmetric axis, an aspherical-aspherical or spherical-aspherical lens must be processed so that the rotationally symmetric axes on both sides coincide with each other during molding. Therefore, in order to improve processing accuracy, it is indispensable to quantitatively measure the eccentricity of the aspheric lens.

金型を用いた成型技術によれば光軸の偏芯は数十マイクロメートルの精度に抑えることができる。非球面レンズの偏心測定は、従来、日本国特許公開公報特開平5−340838号に開示されるように、オートコリメーター一を用いて外周に対する焦点像の振れを光学的に評価することにより行われている。  According to a molding technique using a mold, the eccentricity of the optical axis can be suppressed to an accuracy of several tens of micrometers. Conventionally, the decentration measurement of the aspherical lens is performed by optically evaluating the shake of the focus image with respect to the outer periphery using an autocollimator as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-340838. It has been broken.

発明が解決しようとする課題
しかしながら、このような従来のオートコリメーターによる方法では、形状誤差を定量的に評価できないため、得られた結果から、金型の加工修正ができない。しかも、最近の非球面レンズの小型化、高NA化の傾向に応じて、偏心許容値も数マイクロメートル以下のレベルが求められており、オートコリメーターによる方法では精度的にも対応できない。そこで、非球面レンズの表面形状を実際に精密測定し、得られた形状データから、非球面レンズの表裏両面の光軸中心と傾きを求め、両面の相対的な偏芯量をマイクロメートル以下のレベルで定量的に求める必要性がある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention However, in such a conventional method using an autocollimator, the shape error cannot be quantitatively evaluated, so that the processing of the mold cannot be corrected from the obtained result. In addition, according to the recent trend toward downsizing and increasing the NA of aspherical lenses, an allowable eccentricity level of several micrometers or less is required, and the method using an autocollimator cannot cope with accuracy. Therefore, the surface shape of the aspheric lens is actually precisely measured, and the optical axis centers and inclinations of the front and back surfaces of the aspheric lens are obtained from the obtained shape data, and the relative eccentricity of both surfaces is less than a micrometer. There is a need to determine quantitatively at the level.

本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、非球面レンズの表裏表面の形状を精密測定することにより、非球面レンズの両面の相対的な偏芯量をマイクロメートルレベルで定量的に求めることができる測定方法を提供することができる。  The present invention has been made by paying attention to such a conventional technique. By accurately measuring the shape of the front and back surfaces of the aspherical lens, the relative eccentricity of both surfaces of the aspherical lens can be measured in micrometers. It is possible to provide a measurement method that can be obtained quantitatively at a level.

本発明の第1の技術的側面によれば、非球面レンズにおける表裏両面の光軸偏芯量の測定方法は、相互に位置固定された3つ以上の基準点を有するホルダに第1面および第2面を有する非球面レンズを位置固定することと、前記第1面に対して、前記ホルダの第1の方向および第2の方向に所定ピッチで前記第1面の一次元表面形状を測定することと、前記第1面の一次元表面形状を測定するときの前記ホルダの位置において前記第1面側における前記基準点の第1の位置を測定することと、前記第2面に対して、前記ホルダの第1の方向および第2の方向に所定ピッチで前記第2面の一次元表面形状を測定することと、前記第2面の一次元表面形状を測定するときの前記ホルダの位置において前記第2面側における前記基準点の第2の位置を測定することと、 測定された前記第1の位置および第2の位置に基づいて、前記非球面レンズの第1面の表面形状および前記非球面レンズの第2面の表面形状を同一の3次元座標系で記述することと、前記第1面の表面形状および前記第2面の表面形状を所定の表面形状で非球面フィッティングし、ベストフィッティングのときの頂点位置と光軸の傾きから光軸偏芯量を算出することとを含み、前記基準点の第1の位置および第2の位置を測定することは、各前記基準点のピンホールを透過した照明光を前記第1の方向および第2の方向に直交する第3の方向から光学系を介して撮像し、前記第1の方向および第2の方向における前記ピンホールの位置を測定することと、前記光学系の前記ピンホールに関する焦点合わせの位置に基づいて前記基準点の前記第3の方向の位置を測定することとを含むことを特徴とする。 According to the first technical aspect of the present invention, there is provided a method for measuring the amount of optical axis eccentricity on both the front and back surfaces of an aspherical lens on a holder having three or more reference points fixed to each other. Fixing the position of an aspheric lens having a second surface and measuring the one-dimensional surface shape of the first surface at a predetermined pitch in the first direction and the second direction of the holder with respect to the first surface Measuring the first position of the reference point on the first surface side at the position of the holder when measuring the one-dimensional surface shape of the first surface, with respect to the second surface , Measuring the one-dimensional surface shape of the second surface at a predetermined pitch in the first direction and the second direction of the holder, and the position of the holder when measuring the one-dimensional surface shape of the second surface 2nd position of the reference point on the second surface side Measuring, and based on the measured first position and second position, the surface shape of the first surface of the aspheric lens and the surface shape of the second surface of the aspheric lens are the same three-dimensional The surface shape of the first surface and the surface shape of the second surface are aspherically fitted with a predetermined surface shape by describing in the coordinate system, and the optical axis deviation is determined from the vertex position and the inclination of the optical axis at the best fitting. see containing and calculating the core volume, measuring the first and second positions of the reference point, the first direction and the illumination light transmitted through the pinhole of each said reference point Taking an image from a third direction orthogonal to the direction of 2 through the optical system, measuring the position of the pinhole in the first direction and the second direction, and focusing on the pinhole of the optical system Based on the alignment position And measuring the position of the third direction of the serial reference point and said free Mukoto.

本発明の第2の技術的特徴によれば、非球面レンズにおける表裏両面の光軸偏芯量の測定方法は、相互に位置固定された第1基準点、第2基準点、第3基準点および第4基準点を有するホルダを用意することであって、前記第1基準点及び第2基準点は第1の方向に沿って配列し、前記第3基準点および第4基準点は前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って配列するものと、前記ホルダに第1面および第2面を有する非球面レンズを位置固定することと、前記第1面側における前記各基準点の第1の位置を検出し、前記第1の方向および第2の方向に基づいて共通基準座標を設定することと、前記第1面の第1の頂点位置を検出して前記共通基準座標により記述することと、前記第1面の第1の頂点位置を検出して前記基準座標により記述することと、前記ホルダを反転することと、前記第2面側における前記各基準点の第2の位置を検出し、前記共通基準座標に対応づけることと、前記第2面の第2の頂点位置を検出して前記基準座標に対応づけて記述することと、前記第1の頂点位置および第2の頂点位置から偏芯量を算出することとを含み、前記基準点の第1の位置および第2の位置を測定することは、各前記基準点のピンホールを透過した照明光を前記第1の方向および第2の方向に直交する第3の方向から光学系を介して撮像し、前記第1の方向および第2の方向における前記ピンホールの位置を測定することと、前記光学系の前記ピンホールに関する焦点合わせの位置に基づいて前記基準点の前記第3の方向の位置を測定することとを含むことを特徴とする。 According to the second technical feature of the present invention, the method of measuring the optical axis eccentricity on both the front and back surfaces of the aspherical lens includes a first reference point, a second reference point, and a third reference point that are fixed to each other. And a holder having a fourth reference point, wherein the first reference point and the second reference point are arranged along a first direction, and the third reference point and the fourth reference point are the first reference point. One arranged along a second direction orthogonal to one direction, fixing an aspherical lens having a first surface and a second surface to the holder, and each reference point on the first surface side Detecting a first position of the first surface, setting a common reference coordinate based on the first direction and the second direction, and detecting a first vertex position of the first surface by the common reference coordinate Describing and detecting the first vertex position of the first surface by the reference coordinates Describing, reversing the holder, detecting a second position of each reference point on the second surface side, associating it with the common reference coordinates, and second of the second surface and it detects the vertex positions described in association with the reference coordinate, looking contains and calculating the amount of eccentricity from said first vertex position and a second vertex positions, a first of said reference point Measuring the position and the second position means that the illumination light transmitted through the pinhole at each reference point is imaged through an optical system from a third direction orthogonal to the first direction and the second direction. Measuring the position of the pinhole in the first direction and the second direction, and determining the position of the reference point in the third direction based on the focus position of the optical system with respect to the pinhole. and measuring characterized by containing Mukoto.

図1は、非球面レンズを測定するためのレーザープローブ式非接触三次元測定装置の構造を示す概略図。FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of a laser probe type non-contact three-dimensional measuring apparatus for measuring an aspheric lens. 図2は、非球面レンズを保持したレンズホルダを示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing a lens holder holding an aspheric lens. 図3は、図2中矢SA−SA線に沿う断面図。3 is a cross-sectional view taken along the line SA-SA in FIG. 図4は、非球面レンズの拡大断面図。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of an aspheric lens. 図5は、非球面レンズの平面図。FIG. 5 is a plan view of an aspheric lens. 図6は、非球面レンズ表面の測定状態を示すレンズホルダの断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of the lens holder showing the measurement state of the aspheric lens surface. 図7は、非球面レンズ表面の頂点の検出を示す。FIG. 7 shows the detection of the apex of the aspheric lens surface. 図8は、非球面レンズの光軸の傾きを示す拡大断面図。FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing the inclination of the optical axis of the aspheric lens. 図9は、第2実施例に係る非球面レンズを保持するレンズホルダを示す斜視図。FIG. 9 is a perspective view showing a lens holder that holds an aspheric lens according to the second embodiment. 図10は、第2実施例による非球面レンズの表面の測定を示す。FIG. 10 shows the measurement of the surface of the aspheric lens according to the second embodiment. 図11は、第2実施例による非球面レンズの表面の頂点検出を示す。FIG. 11 shows vertex detection on the surface of an aspheric lens according to the second embodiment. 図12は、変更実施例に係る非球面レンズの表面の頂点検出を示す。FIG. 12 illustrates vertex detection on the surface of an aspheric lens according to a modified embodiment.

以下、本発明に係るスイッチング電源装置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。  Embodiments of a switching power supply apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

本発明は、非球面レンズの表裏表面の形状を精密測定することにより、非球面レンズの両面の相対的な偏芯量をマイクロメートル以下のレベルで定量的に求めることができる測定方法を提供することができる。以下、本発明の実施例図面に基づいて説明する。  The present invention provides a measurement method capable of quantitatively determining the relative eccentricity of both surfaces of an aspheric lens at a level of micrometer or less by precisely measuring the shape of the front and back surfaces of the aspheric lens. be able to. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施例1
図1〜図7は、本発明の一実施例を示す図である。図1は、この実施形態に係るレーザープローブ式形状測定器の構造を示す図である。図1において、X,Yは水平面上で直交する二方向で、Zは鉛直方向である。また、図1は概略的に図示されている。
Example 1
1-7 is a figure which shows one Example of this invention. FIG. 1 is a diagram showing the structure of a laser probe type shape measuring instrument according to this embodiment. In FIG. 1, X and Y are two directions orthogonal on a horizontal plane, and Z is a vertical direction. FIG. 1 is also schematically illustrated.

<共通基準点および共通基準面>
測定対象である非球面レンズ1は、表面(第1面)1a及び裏面(第2面)1bを有し非球面形状に形成されている。この非球面レンズ1は、一定厚さを有する熱膨張率の少ない金属で形成されたレンズホルダ2に保持されている。レンズホルダ2はさらにスキャナ等の治具に固定された基準ピン21により位置決めされる。レンズホルダ2の中心には保持孔3が形成されている。保持孔3は非球面レンズ1の径に相当する凹部4が形成され、その底部に非球面レンズ1の周縁が載せられた状態で、リングキャップ5により固定されている。
<Common reference point and common reference plane>
The aspherical lens 1 to be measured has a front surface (first surface) 1a and a back surface (second surface) 1b and is formed in an aspheric shape. The aspherical lens 1 is held by a lens holder 2 made of a metal having a constant thickness and a low coefficient of thermal expansion. The lens holder 2 is further positioned by a reference pin 21 fixed to a jig such as a scanner. A holding hole 3 is formed at the center of the lens holder 2. The holding hole 3 is formed with a recess 4 corresponding to the diameter of the aspheric lens 1 and is fixed by a ring cap 5 with the periphery of the aspheric lens 1 placed on the bottom thereof.

図2、3に示すように、レンズホルダ2の三方位置には、「共通基準点」としてのピンホール6がレンズホルダ2を表面1aから裏面1bに貫通するように形成されて共通基準面Scを規定している。ピンホール6は形成が容易で、画像処理による三次元位置検出も容易に行える。すなわち、各ピンホールは相互い位置固定されてレンズホルダに形成されており、ピンホール6を透過する光を光学系を介して二次元撮像装置で検出し、取得した二次元画像から各ピンホール6の水平面方向の位置を検出する。また、対物光学系の合焦点位置から各ピンホールの垂直方向の位置を検出することができる。その結果ピンホール6の3次元位置の測定が可能となる。各ピンホールのサイズはたとえば直径、長さともに10μm程度である。上記方法により各ピンホールの位置から3次元空間上に第1の基準座標を規定することができる。被測定レンズである非球面レンズはレンズホルダに固定されるため共通基準点6とは相互に位置固定されることになる。したがって、後述する非球面レンズ表面の3次元測定の測定結果は第1の基準座標により記述することができる。さらに、レンズホルダを裏返して同様に上記各ピンホールの3次元位置測定を行って第2の基準座標を規定し、非球面レンズの反対面の表面の3次元測定の結果を第2基準座標により記述することができる。  As shown in FIGS. 2 and 3, pinholes 6 as “common reference points” are formed at three positions of the lens holder 2 so as to pass through the lens holder 2 from the front surface 1 a to the back surface 1 b, and thus the common reference surface Sc. Is stipulated. The pinhole 6 can be easily formed, and the three-dimensional position can be easily detected by image processing. That is, each pinhole is fixed to each other and formed in the lens holder, and the light transmitted through the pinhole 6 is detected by the two-dimensional imaging device via the optical system, and each pinhole is detected from the acquired two-dimensional image. 6 is detected in the horizontal plane direction. Also, the vertical position of each pinhole can be detected from the focal position of the objective optical system. As a result, the three-dimensional position of the pinhole 6 can be measured. The size of each pinhole is, for example, about 10 μm in diameter and length. With the above method, the first reference coordinates can be defined on the three-dimensional space from the position of each pinhole. Since the aspherical lens as the lens to be measured is fixed to the lens holder, the position of the aspherical lens is fixed to the common reference point 6. Therefore, the measurement result of the three-dimensional measurement of the aspheric lens surface described later can be described by the first reference coordinates. Further, the lens holder is turned over to measure the three-dimensional position of each pinhole in the same manner to define the second reference coordinate, and the result of the three-dimensional measurement of the surface of the opposite surface of the aspherical lens is expressed by the second reference coordinate. Can be described.

この場合に、同一のピンホールが第1面(表面)および第2面(裏面)での位置検出のいずれにも利用できる。したがって、各第1の基準座標と対応する第2の基準座標は同一点に関する座標であるため非球面レンズの両面の3次元測定データを同一の3次元座標系(X,Y,Z)によって記述することが可能となる。なお、垂直方向の位置検出には後述するレーザプローブ法を用いても良い。  In this case, the same pinhole can be used for both position detection on the first surface (front surface) and the second surface (back surface). Accordingly, since the second reference coordinates corresponding to the first reference coordinates are coordinates relating to the same point, the three-dimensional measurement data on both surfaces of the aspheric lens is described by the same three-dimensional coordinate system (X, Y, Z). It becomes possible to do. In addition, you may use the laser probe method mentioned later for the position detection of a perpendicular direction.

<レーザプローブ法によるレンズ表面の3次元測定>
レンズホルダ2は、XY方向に精密移動するスキャンステージ7上に、表面1a又は裏面1bを上にした状態でセットされる。レンズホルダ2に保持された非球面レンズ1の表面1a及び裏面1bに対して、レーザー照射装置8からの半導体レーザー光線Lをオートフォーカス光学系を介して照射する。
<Three-dimensional measurement of lens surface by laser probe method>
The lens holder 2 is set on the scan stage 7 that moves precisely in the XY directions with the front surface 1a or the back surface 1b facing up. The semiconductor laser beam L from the laser irradiation device 8 is irradiated to the front surface 1a and the back surface 1b of the aspherical lens 1 held by the lens holder 2 through an autofocus optical system.

具体的には、レーザ−照射装置8からの半導体レーザー光線Lをミラー9を介して反射させ、対物レンズ10を介して、非球面レンズ1の例えば表面1aに照射する。この非球面レンズ1に照射されるレーザー光線Lは実質的に光軸Lの上のみを通る拡がりのない光線である。レーザー光線LはZ−Y面に平行な面内において対物レンズ10の光軸L0から離れた位置を通り非球面レンズに斜め(光軸L0と非平行)に入射する。レーザー光線Lは障害物がない状態では対物レンズ10の焦点面において対物レンズの光軸L0と交差する。したがって、レーザー光線Lは非球面レンズ1の表面1aの実質的に1点に斜めに照射されるため、その1点のX−Y面内(図において水平面)における位置を検出することができれば三角測量の原理でZ方向の位置(図において高さ)を測定することができる。すなわち、レーザー光線Lが照射された被測定物の表面の1点(反射点)が対物レンズ10の焦点位置にあればその1点は対物レンズの光軸L0上にあり、焦点位置からずれた位置にあれば1点の位置はそれに応じてY方向にずれる。したがって、Z方向の表面の位置をY方向の反射点の位置に変換することによって被測定物の表面の焦点位置からのずれを検出することができる。このようなレーザー光線Lがいわゆる「レーザープローブ」である。  Specifically, the semiconductor laser beam L from the laser-irradiating device 8 is reflected through the mirror 9 and irradiated onto the aspherical lens 1, for example, the surface 1 a through the objective lens 10. The laser beam L applied to the aspherical lens 1 is a beam that does not substantially spread only on the optical axis L. The laser beam L passes through a position away from the optical axis L0 of the objective lens 10 in a plane parallel to the ZY plane, and enters the aspherical lens obliquely (non-parallel to the optical axis L0). The laser beam L intersects with the optical axis L0 of the objective lens in the focal plane of the objective lens 10 in the absence of an obstacle. Accordingly, since the laser beam L is irradiated obliquely to one point on the surface 1a of the aspherical lens 1, triangulation is possible if the position of that point in the XY plane (horizontal plane in the figure) can be detected. The position in the Z direction (height in the figure) can be measured by the principle of. That is, if one point (reflection point) on the surface of the object to be measured irradiated with the laser beam L is at the focal position of the objective lens 10, the one point is on the optical axis L0 of the objective lens and is shifted from the focal position. If there is, the position of one point is shifted in the Y direction accordingly. Therefore, the deviation of the surface of the object to be measured from the focal position can be detected by converting the surface position in the Z direction into the position of the reflection point in the Y direction. Such a laser beam L is a so-called “laser probe”.

非球面レンズ1の一点に照射されたレーザー光Lはそこで散乱、反射されて一部の成分L’が再度対物レンズ10を通過して、2枚のミラー9,11で反射され、結像レンズ12を経て光位置検出装置13に至る。光位置検出装置13は光学的重心の位置を検出する光検出器を備え、光検出器のセンター13sの位置は対物レンズ10の焦点面位置に対応する。なお、散乱、反射成分L’は通常拡がりをもった光束であるが図においては反射光で代表して表示している。  The laser beam L irradiated to one point of the aspherical lens 1 is scattered and reflected there, and a part of the component L ′ passes through the objective lens 10 again and is reflected by the two mirrors 9 and 11 to form an imaging lens. 12 to the optical position detection device 13. The optical position detector 13 includes a photodetector that detects the position of the optical center of gravity, and the position of the center 13 s of the photodetector corresponds to the focal plane position of the objective lens 10. The scattered / reflected component L 'is a light beam that normally spreads, but is represented by reflected light in the figure.

対物レンズ10、結像レンズ12、光位置検出装置13、サーボ機構14等により、オートフォーカス光学系が構成される。すなわち、非球面レンズ表面からの反射光L’が光位置検出装置13のセンター13sからずれた場合には、そのずれを是正するために、サーボ機構14により対物レンズ10をフォーカス方向(Z方向)に移動させるようにフィードバック制御することによりオートフォーカスを実現している。その結果その対物レンズ10の光軸方向(Z軸)の移動量から、非球面レンズ1の表面1a又は裏面1bの高さ寸法を測定することができる。  The objective lens 10, the imaging lens 12, the optical position detection device 13, the servo mechanism 14, and the like constitute an autofocus optical system. That is, when the reflected light L ′ from the surface of the aspherical lens deviates from the center 13s of the optical position detection device 13, the servo mechanism 14 moves the objective lens 10 in the focus direction (Z direction) in order to correct the deviation. The autofocus is realized by feedback control so that it is moved to. As a result, the height dimension of the front surface 1a or the back surface 1b of the aspherical lens 1 can be measured from the amount of movement of the objective lens 10 in the optical axis direction (Z axis).

レーザー光線Lまたは対物レンズ10に対してスキャンステージ7をX方向及びY方向へスキャンすることにより、レーザー光線LがY−Z平面内で非球面レンズ1の頂点Paを含む表面1aに対して照射され反射される。  By scanning the scan stage 7 in the X direction and the Y direction with respect to the laser beam L or the objective lens 10, the laser beam L is irradiated and reflected on the surface 1a including the apex Pa of the aspherical lens 1 in the YZ plane. Is done.

ミラー9はハーフミラーで、このミラー9および結像レンズ15を介してレンズホルダ2の全体画像を2次元撮像装置(CCDカメラ)16により撮影することができる。2次元撮像装置16には画像処理部17とモニタ18が接続されている。また、画像処理部17はサーボ機構14とも接続されており、レンズホルダ2の表面の画像から、レンズホルダ2に設定された3箇所のピンホール6を認識して、その三次元位置を測定することができる。  The mirror 9 is a half mirror, and an entire image of the lens holder 2 can be taken by a two-dimensional imaging device (CCD camera) 16 through the mirror 9 and the imaging lens 15. An image processing unit 17 and a monitor 18 are connected to the two-dimensional imaging device 16. The image processing unit 17 is also connected to the servo mechanism 14, and recognizes the three pinholes 6 set in the lens holder 2 from the image on the surface of the lens holder 2, and measures the three-dimensional position thereof. be able to.

次に、図3〜図8に基づいて実際の測定手順を説明する。まず、非球面レンズ1の表面1aを上にした状態で、レンズホルダ2をスキャンステージ7上にセットし、スキャンステージ7をX方向にスキャンして非球面レンズ1の表面1aの頂点Paを含むX軸での断面形状を測定する(断面形状はマイクロメートル以下の精度で測定可能)。X方向へのスキャンによる断面形状測定はY方向に所定ピッチ移動して繰り返される。  Next, an actual measurement procedure will be described with reference to FIGS. First, with the surface 1a of the aspheric lens 1 facing upward, the lens holder 2 is set on the scan stage 7, and the scan stage 7 is scanned in the X direction to include the apex Pa of the surface 1a of the aspheric lens 1 The cross-sectional shape on the X axis is measured (the cross-sectional shape can be measured with an accuracy of micrometer or less). The cross-sectional shape measurement by scanning in the X direction is repeated with a predetermined pitch movement in the Y direction.

次に、同様にして、スキャンステージ7をX方向に所定ピッチ移動しながらY方向へのスキャンを繰り返して、非球面レンズ1の表面1aの頂点Paを含むY軸での一次元断面形状を測定する。これは図4に示すように被測定対象である非球面レンズに対して相対的にレーザープローブLがスキャン計測することと等価である。  Next, in the same manner, the scanning in the Y direction is repeated while moving the scanning stage 7 by a predetermined pitch in the X direction, and the one-dimensional sectional shape on the Y axis including the vertex Pa of the surface 1a of the aspherical lens 1 is measured. To do. This is equivalent to the scanning measurement by the laser probe L relative to the aspherical lens to be measured as shown in FIG.

最後に、レンズホルダ2における3箇所のピンホール6の三次元位置を、CCDカメラ16により得られた画像、及び焦点合わせ方向での対物レンズ10の移動量から、画像処理部17により演算して求める。  Finally, the three-dimensional positions of the three pinholes 6 in the lens holder 2 are calculated by the image processing unit 17 from the image obtained by the CCD camera 16 and the amount of movement of the objective lens 10 in the focusing direction. Ask.

次に、レンズホルダ2の上下を逆にして、非球面レンズ1の裏面1bを上にした状態で、前述と同様に、非球面レンズ1の裏面1bの頂点Pbを含むX軸及びY軸での断面形状を測定する。また、レンズホルダ2を裏側にした状態における3箇所のピンホール6の三次元位置を、同じくCCDカメラ16により得られた画像等から画像処理部17により演算して求める。  Next, with the lens holder 2 turned upside down and with the back surface 1b of the aspheric lens 1 facing up, the X axis and Y axis including the apex Pb of the back surface 1b of the aspheric lens 1 are the same as described above. Measure the cross-sectional shape. Further, the three-dimensional positions of the three pinholes 6 with the lens holder 2 on the back side are obtained by calculation by the image processing unit 17 from the images obtained by the CCD camera 16 in the same manner.

<非球面フィッティング>
以上のようにして求められた非球面レンズ1の表面1aと裏面1bの形状測定データは、ピンホール6の三次元位置に基づいて決定されたXY座標系において、Z軸の座標系が反転した同一の座標系のデータとして扱うことができる。
<Aspherical fitting>
The shape measurement data of the front surface 1a and the back surface 1b of the aspheric lens 1 obtained as described above is obtained by inverting the Z-axis coordinate system in the XY coordinate system determined based on the three-dimensional position of the pinhole 6. It can be handled as data in the same coordinate system.

従って、その共通のXY座標系において、測定した非球面形状を、計算式により求められる完全な非球面形状に対してフィッティング処理する。非球面形状は一般に以下の非球面式によって表される。

Figure 0004767255
Therefore, in the common XY coordinate system, the measured aspheric shape is fitted to a complete aspheric shape obtained by a calculation formula. The aspheric shape is generally represented by the following aspheric expression.
Figure 0004767255

ここで、CはRを曲率半径としてC=1/Rなる曲率、kは円錐定数、Aiは非球面係数(i=1,2,・・・)である。  Here, C is a curvature of C = 1 / R where R is a radius of curvature, k is a conic constant, and Ai is an aspherical coefficient (i = 1, 2,...).

被測定レンズの設計値が既知であれば、表面形状を測定し、上式に対して最小二乗法等によりフィッティングして頂点位置と光軸の傾斜を取得することができる。フィッティングにおいては誤差曲線がZ軸に対して対称になる点を探査する。  If the design value of the lens to be measured is known, the surface shape can be measured, and the vertex position and the inclination of the optical axis can be obtained by fitting the above equation using the least square method or the like. In the fitting, a point where the error curve is symmetric with respect to the Z axis is searched.

まず、図7(a)においてy方向のスキャンにより表面形状を測定した場合に、一般に非球面の頂点を通らない断面S2,S3についての表面形状が得られる。軸対象な表面形状の断面なので、図7(b)に示すように断面S2、S3においても共通の対称軸Lsが存在し、y軸に垂直で対称軸Lsを通る平面は光軸Saを通る。そこで非球面形状の対称軸である光軸Saおよび対称軸Lsを含む平面に沿ってx方向にスキャンすることにより頂点Paを通るx軸方向の断面形状を取得することができる。y軸方向の断面形状も同様に取得することができる。さらに、裏面(第2面)1bの断面形状測定も同様である。  First, when the surface shape is measured by scanning in the y direction in FIG. 7A, the surface shape for the cross sections S2 and S3 that generally do not pass through the apex of the aspheric surface is obtained. Since it is a cross-section of the surface shape targeted for the axis, as shown in FIG. 7B, a common symmetry axis Ls also exists in the cross-sections S2 and S3, and a plane perpendicular to the y-axis and passing through the symmetry axis Ls passes through the optical axis Sa. . Therefore, a cross-sectional shape in the x-axis direction passing through the apex Pa can be obtained by scanning in the x-direction along a plane including the optical axis Sa and the symmetry axis Ls that are aspherical symmetry axes. The cross-sectional shape in the y-axis direction can be obtained in the same manner. The same applies to the cross-sectional shape measurement of the back surface (second surface) 1b.

以上の操作により、ベストフィッティング時の頂点Pa,Pbと光軸Sa,Sbから、光軸Sa,Sb間の角度のずれ(θx,θy)と、頂点Pa,Pb間の位置のずれ(D)をマイクロメートル以下の精度で定量的に求めることができる。尚、図8の光軸Sbの傾きは誇張図示されている。実際は図示できない程の僅かなものである。  By the above operation, the angle deviation (θx, θy) between the optical axes Sa and Sb and the position deviation (D) between the vertices Pa and Pb from the vertices Pa and Pb and the optical axes Sa and Sb at the best fitting. Can be obtained quantitatively with an accuracy of micrometer or less. Note that the inclination of the optical axis Sb in FIG. 8 is exaggerated. Actually, it is so small that it cannot be illustrated.

本実施形態によれば、求められた角度のずれ(θx,θy)や位置のずれ(D)に関する偏芯量を、非球面レンズ1を製造するための金型の設計にフィードバックし、より完全な非球面レンズ1の成形が可能な金型を製造することができる。  According to the present embodiment, the amount of eccentricity related to the obtained angular deviation (θx, θy) or positional deviation (D) is fed back to the design of the mold for manufacturing the aspherical lens 1, and more complete. A mold capable of forming such an aspheric lens 1 can be manufactured.

実施例2
本発明の実施例2に係る光軸偏芯量測定装置においてレーザープローブ法を用いた形状測定器やその動作は実施例1と同様であるので共通する部分の説明は割愛する。
Example 2
In the optical axis eccentricity measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention, the shape measuring instrument using the laser probe method and the operation thereof are the same as those in the first embodiment, so the description of common parts is omitted.

本実施例に係るレンズホルダ22は図9に示すように共通基準点を4点有し、2つの基準点6a,6cの配列方向に対して基準点6b,6dが直交するように配列する。  The lens holder 22 according to the present embodiment has four common reference points as shown in FIG. 9, and is arranged so that the reference points 6b and 6d are orthogonal to the arrangement direction of the two reference points 6a and 6c.

基準点6b,6dの3次元位置測定からこれら2点を通るx軸を規定し、基準点6a,6cの3次元位置測定からこれら2点を通りx軸に直交するy軸を規定し、これらに直交するz軸を規定して直交座標系(x,y,z)により位置を記述する。x軸およびy軸により規定される仮想面が共通基準面Scである。このような共通基準点6により直交座標系を設定することによって、レンズおよびレンズホルダを裏返しても同じ基準座標系で位置を記述することができる。たとえば、x軸のまわりにレンズおよびレンズホルダを裏返すと、基準点6b,6dの位置は変わらず、基準点6a,6cの位置がそっくり交換されるので位置の対応づけが容易になる。  From the three-dimensional position measurement of the reference points 6b and 6d, the x axis passing through these two points is defined, and from the three-dimensional position measurement of the reference points 6a and 6c, the y axis passing through these two points and orthogonal to the x axis is defined. A position is described by an orthogonal coordinate system (x, y, z) by defining a z-axis orthogonal to. A virtual plane defined by the x axis and the y axis is the common reference plane Sc. By setting the orthogonal coordinate system with such a common reference point 6, the position can be described in the same reference coordinate system even if the lens and the lens holder are turned over. For example, when the lens and the lens holder are turned around the x axis, the positions of the reference points 6b and 6d are not changed, and the positions of the reference points 6a and 6c are completely exchanged, so that the positions can be easily associated.

<頂点位置の検出>
本実施例では、非球面レンズの頂点位置に基づいて偏芯量を見積もることを特徴とする。非球面レンズにおいては軸対象となる頂点は一点しか存在しないので頂点位置を特定することが可能になり、頂点位置から光軸の位置を特定することができる。また、近年の金型加工技術の向上により非球面レンズの両面における光軸の角度のずれが偏芯量測定に支障がない程度に改善されていることが多く、この場合には非球面レンズの各頂点位置に基づいて偏芯量を算出することができるのでより迅速な測定が可能となる。
<Detection of vertex position>
In this embodiment, the amount of eccentricity is estimated based on the apex position of the aspherical lens. In an aspheric lens, there is only one vertex that is an axis target, so that the vertex position can be specified, and the position of the optical axis can be specified from the vertex position. Also, due to recent improvements in mold processing technology, the deviation of the angle of the optical axis on both sides of the aspherical lens is often improved to the extent that it does not interfere with the eccentricity measurement. Since the amount of eccentricity can be calculated based on each vertex position, more rapid measurement is possible.

図10において、現実の頂点P0の近傍に仮の中心点P’を設定しx軸方向およびy軸方向にそれぞれ1次元形状測定(断面形状測定)を実施する。仮の中心点P’を共通基準面に射影した座標系を(x’,y’)とすると、図11に示すように、x軸方向の断面形状においてx’=Δx、およびy軸方向の断面形状においてy’=Δyの位置に見かけ上の頂点が見いだされる。したがって、各軸における頂点位置から基準面に射影された頂点の位置(Δx,Δy)が特定される。もし仮の中心点P’が現実の頂点から離れている場合には上記操作を繰り返すことにより現実の頂点に収束してより頂点位置をより高い精度で測定することができる。  In FIG. 10, a temporary center point P 'is set in the vicinity of the actual vertex P0, and one-dimensional shape measurement (cross-sectional shape measurement) is performed in the x-axis direction and the y-axis direction, respectively. Assuming that the coordinate system obtained by projecting the temporary center point P ′ onto the common reference plane is (x ′, y ′), as shown in FIG. 11, x ′ = Δx in the cross-sectional shape in the x-axis direction and y-axis direction An apparent vertex is found at the position of y ′ = Δy in the cross-sectional shape. Therefore, the position (Δx, Δy) of the vertex projected from the vertex position on each axis to the reference plane is specified. If the temporary center point P ′ is far from the actual vertex, the above operation is repeated to converge to the actual vertex and measure the vertex position with higher accuracy.

上記操作を非球面レンズの第1面および第2面の両面について行うことにより、頂点位置の基準面内でのずれから偏芯量を算出することができる。  By performing the above operation on both the first surface and the second surface of the aspherical lens, the amount of eccentricity can be calculated from the deviation of the apex position in the reference surface.

<変更実施例>
非球面レンズの非球面部分とフランジ部分が同時加工されている場合にはこれらの境界線は非球面レンズの光軸に対して同心円をなす。したがって、非球面レンズの両面において非球面部分とフランジ部分の境界線を検出することによって基準面内における同心円の中心位置を頂点の射影位置として求めることができる。
図12に示すように、現実の同心円C0の中心の近傍に仮の中心点を設定し仮の中心点から設計された半径だけ離れた点を含む領域e1における二次元画像を取得しその画像の輝度変化(空間微分)から同心円におけるエッジ位置31を検出しその位置を読み取る。他の領域e2,e3においても同様にエッジ検出を行うことによって同心円の中心C0の座標を求めることができる。エッジ検出は3カ所以上の領域において行う。
中心C0の座標は非球面レンズの頂点位置に対応するため、上記操作を非球面レンズの両面について行うことにより、頂点位置の共通基準面内でのずれから偏芯量を算出することができる。
<Modified Example>
When the aspherical part and the flange part of the aspherical lens are processed simultaneously, these boundary lines are concentric with the optical axis of the aspherical lens. Therefore, by detecting the boundary line between the aspheric surface portion and the flange portion on both surfaces of the aspheric lens, the center position of the concentric circle in the reference surface can be obtained as the projected position of the vertex.
As shown in FIG. 12, a temporary center point is set in the vicinity of the center of the actual concentric circle C0, and a two-dimensional image in a region e1 including a point separated from the temporary center point by a designed radius is acquired, and the image The edge position 31 in the concentric circle is detected from the luminance change (spatial differentiation) and the position is read. In the other regions e2 and e3, the coordinates of the center C0 of the concentric circle can be obtained by performing edge detection in the same manner. Edge detection is performed in three or more areas.
Since the coordinates of the center C0 correspond to the vertex position of the aspheric lens, the eccentricity can be calculated from the deviation of the vertex position within the common reference plane by performing the above operation on both surfaces of the aspheric lens.

発明の効果
本発明の第1の技術的側面によれば、非球面レンズの表裏両面の相対的な偏芯量をマイクロメートルより小さい精度で定量的に求めることができる。その結果、求められた偏芯量を、非球面レンズを製造するための金型の設計にフィードバックし、より完全な非球面レンズの成形が可能な金型を製造することができる。
Advantageous Effects of Invention According to the first technical aspect of the present invention, the relative eccentricity between the front and back surfaces of an aspheric lens can be quantitatively determined with an accuracy smaller than a micrometer. As a result, the obtained eccentricity can be fed back to the design of the mold for manufacturing the aspherical lens, and a mold capable of forming a more complete aspherical lens can be manufactured.

本発明の第2の技術的側面によれば、非球面レンズの表裏両面の相対的な偏芯量が表面形状の頂点を迅速に検出することにより求められるので、操作がより単純化されまた即座に定量評価できるため、非球面レンズを製造するための金型設計に迅速にフィードバックすることができる。  According to the second technical aspect of the present invention, the relative eccentricity between the front and back surfaces of the aspherical lens is determined by quickly detecting the apex of the surface shape. Therefore, it is possible to promptly feed back to the mold design for manufacturing the aspherical lens.

産業上の利用可能性
以上の実施例では、共通基準点としてピンホール6を例にしたが、これに限定されない。また、ピンホール6の三次元位置を画像処理により測定する例を示したが、非球面レンズ1を測定するためのレーザープローブを用いて検出しても良い。
Industrial Applicability In the above embodiments, the pinhole 6 is taken as an example as a common reference point, but is not limited thereto. Moreover, although the example which measures the three-dimensional position of the pinhole 6 by image processing was shown, you may detect using the laser probe for measuring the aspherical lens 1.

(米国指定)
本出願は米国指定に関し、2005年8月5日に出願された日本国特許出願第2005−228760(2005年8月5日出願)について米国特許法第119条(a)に基づく優先権の利益を援用し、当該開示内容を引用する。
(US designation)
This application relates to the designation of the United States, and the benefit of priority under Japanese Patent Application No. 119 (a) for Japanese Patent Application No. 2005-228760 (filed on Aug. 5, 2005) filed on Aug. 5, 2005. Is used to cite the disclosure.

Claims (6)

非球面レンズにおける表裏両面の光軸偏芯量の測定方法であって、
相互に位置固定された3つ以上の基準点を有するホルダに第1面および第2面を有する非球面レンズを位置固定することと、
前記第1面に対して、前記ホルダの第1の方向および第2の方向にそれぞれ所定ピッチで前記第1面の一次元表面形状を測定することと、
前記第1面の一次元表面形状を測定するときの前記ホルダの位置において前記第1面側における前記基準点の第1の位置を測定することと、
前記第2面に対して、前記ホルダの第1の方向および第2の方向にそれぞれ所定ピッチで前記第2面の一次元表面形状を測定することと、
前記第2面の一次元表面形状を測定するときの前記ホルダの位置において前記第2面側における前記基準点の第2の位置を測定することと、
測定された前記第1の位置および第2の位置に基づいて、前記非球面レンズの第1面の表面形状および前記非球面レンズの第2面の表面形状を同一の3次元座標系で記述することと、
前記第1面の表面形状および前記第2面の表面形状を所定の表面形状によりフィッティング処理し、ベストフィッティングのときの頂点位置と光軸の傾きから光軸偏芯量を算出することと
を含み、
前記基準点の第1の位置および第2の位置を測定することは、
各前記基準点のピンホールを透過した照明光を前記第1の方向および第2の方向に直交する第3の方向(Z軸)から光学系を介して撮像し、前記第1の方向および第2の方向における前記ピンホールの位置を測定することと、
前記光学系の前記ピンホールに関する焦点合わせの位置に基づいて前記基準点の前記第3の方向の位置を測定することとを含むことを特徴とする測定方法。
A method for measuring the amount of eccentricity of the optical axis on both front and back surfaces of an aspheric lens
Positioning an aspherical lens having a first surface and a second surface on a holder having three or more reference points fixed to each other;
Measuring a one-dimensional surface shape of the first surface at a predetermined pitch in each of the first direction and the second direction of the holder with respect to the first surface;
Measuring the first position of the reference point on the first surface side at the position of the holder when measuring the one-dimensional surface shape of the first surface;
Measuring the one-dimensional surface shape of the second surface at a predetermined pitch in each of the first direction and the second direction of the holder with respect to the second surface;
Measuring the second position of the reference point on the second surface side at the position of the holder when measuring the one-dimensional surface shape of the second surface;
Based on the measured first position and second position, the surface shape of the first surface of the aspheric lens and the surface shape of the second surface of the aspheric lens are described in the same three-dimensional coordinate system. And
Fitting the surface shape of the first surface and the surface shape of the second surface with a predetermined surface shape, and calculating the amount of eccentricity of the optical axis from the vertex position and the inclination of the optical axis at the best fitting. See
Measuring the first position and the second position of the reference point;
Illumination light transmitted through the pinhole at each reference point is imaged through an optical system from a third direction (Z-axis) orthogonal to the first direction and the second direction, and the first direction and the first direction Measuring the position of the pinhole in two directions;
Measuring wherein the containing Mukoto and measuring the position of the third direction of the reference point based on the position of the focus about the pin hole of the optical system.
前記第1面の一次元表面形状を測定することは、
前記第1の方向に前記第1面の一次元表面形状を計測して第1の頂点位置を検出することと、
前記第1の頂点位置を通る仮想平面内で前記第2の方向に前記第1面の一次元表面形状を測定して第2の頂点位置を検出することと、
前記第1の頂点位置および第2の頂点位置に基づいて測定位置を決定することとを含むことを特徴とする請求項1記載の測定方法。
Measuring the one-dimensional surface shape of the first surface includes
Measuring a one-dimensional surface shape of the first surface in the first direction to detect a first vertex position;
Measuring a one-dimensional surface shape of the first surface in the second direction within a virtual plane passing through the first vertex position to detect a second vertex position;
The measurement method according to claim 1, further comprising: determining a measurement position based on the first vertex position and the second vertex position.
各前記基準点は前記ホルダに形成されたピンホールであって、前記ホルダを前記第1面側から前記第2面側に貫通していることを特徴とする請求項1記載の測定方法。  The measuring method according to claim 1, wherein each of the reference points is a pinhole formed in the holder, and penetrates the holder from the first surface side to the second surface side. 非球面レンズにおける表裏両面の光軸偏芯量の測定方法であって、
相互に位置固定された第1基準点(6b)、第2基準点(6d)、第3基準点(6a)および第4基準点(6c)を有するホルダを用意することであって、前記第1基準点及び第2基準点は第1の方向(x軸)に沿って配列し、前記第3基準点および第4基準点は前記第1の方向に直交する第2の方向(y軸)に沿って配列するものと、
前記ホルダに第1面(1a)および第2面(1b)を有する非球面レンズを位置固定することと、
前記第1面側における前記各基準点の第1の位置を検出し、前記第1の方向および第2の方向に基づいて共通基準座標を設定することと、
前記第1面の第1の頂点位置を検出して前記共通基準座標により記述することと、
前記ホルダを反転することと、
前記第2面側における前記各基準点の第2の位置を検出し、前記共通基準座標に対応づけることと、
前記第2面の第2の頂点位置を検出して前記共通基準座標に対応づけて記述することと、
前記第1の頂点位置および第2の頂点位置から偏芯量を算出することとを含み、
前記基準点の第1の位置および第2の位置を測定することは、
各前記基準点のピンホールを透過した照明光を前記第1の方向および第2の方向に直交する第3の方向から光学系を介して撮像し、前記第1の方向および第2の方向における前記ピンホールの位置を測定することと、
前記光学系の前記ピンホールに関する焦点合わせの位置に基づいて前記基準点の前記第3の方向の位置を測定することとを含むことを特徴とする測定方法。
A method for measuring the amount of eccentricity of the optical axis on both front and back surfaces of an aspheric lens
Providing a holder having a first reference point (6b), a second reference point (6d), a third reference point (6a), and a fourth reference point (6c) fixed to each other; The first reference point and the second reference point are arranged along a first direction (x-axis), and the third reference point and the fourth reference point are a second direction (y-axis) orthogonal to the first direction. And those arranged along
Fixing an aspherical lens having a first surface (1a) and a second surface (1b) to the holder;
Detecting a first position of each reference point on the first surface side, and setting common reference coordinates based on the first direction and the second direction;
Detecting the first vertex position of the first surface and describing it by the common reference coordinates;
Inverting the holder;
Detecting a second position of each reference point on the second surface side and associating it with the common reference coordinates;
Detecting and describing the second vertex position of the second surface in association with the common reference coordinates;
Calculating an amount of eccentricity from the first vertex position and the second vertex position,
Measuring the first position and the second position of the reference point;
Illumination light transmitted through the pinholes at the respective reference points is imaged via an optical system from a third direction orthogonal to the first direction and the second direction, and the illumination light is transmitted in the first direction and the second direction. Measuring the position of the pinhole;
Measuring wherein the containing Mukoto and measuring the position of the third direction of the reference point based on the position of the focus about the pin hole of the optical system.
前記第1の頂点位置を検出することは、Detecting the first vertex position includes
前記第1の方向に前記第1面の一次元表面形状を計測して第1の対称中心位置を検出することと、Measuring a one-dimensional surface shape of the first surface in the first direction to detect a first symmetrical center position;
前記第2の方向に前記第1面の一次元表面形状を測定して第2の対称中心位置を検出することと、Measuring a one-dimensional surface shape of the first surface in the second direction to detect a second symmetrical center position;
前記第1の対称中心位置および第2の対称中心位置から前記第1の頂点位置を算出することとを含むことを特徴とする請求項4記載の測定方法。The measurement method according to claim 4, further comprising: calculating the first vertex position from the first symmetry center position and the second symmetry center position.
前記非球面レンズのフランジ部との境界が光軸に対して同心円状に形成されている場合に、When the boundary with the flange portion of the aspheric lens is formed concentrically with respect to the optical axis,
前記第1の頂点位置を検出することは、前記同心円状の境界を検出し、その同心円の中心位置から前記第1の頂点位置を求めることを特徴とする請求項4記載の測定方法。5. The measurement method according to claim 4, wherein detecting the first vertex position detects the concentric boundary, and obtains the first vertex position from a center position of the concentric circle. 6.
JP2007529527A 2005-08-05 2006-08-03 Measuring method of optical axis eccentricity of front and back surfaces of lens Active JP4767255B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007529527A JP4767255B2 (en) 2005-08-05 2006-08-03 Measuring method of optical axis eccentricity of front and back surfaces of lens

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005228760 2005-08-05
JP2005228760 2005-08-05
JP2007529527A JP4767255B2 (en) 2005-08-05 2006-08-03 Measuring method of optical axis eccentricity of front and back surfaces of lens
PCT/JP2006/315396 WO2007018118A1 (en) 2005-08-05 2006-08-03 Method for measuring decentralization of optical axis on the front and the rear surface of lens

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2007018118A1 JPWO2007018118A1 (en) 2009-02-19
JP4767255B2 true JP4767255B2 (en) 2011-09-07

Family

ID=37727303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007529527A Active JP4767255B2 (en) 2005-08-05 2006-08-03 Measuring method of optical axis eccentricity of front and back surfaces of lens

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP4767255B2 (en)
KR (1) KR100951221B1 (en)
CN (1) CN101233386B (en)
WO (1) WO2007018118A1 (en)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090144999A1 (en) * 2006-11-30 2009-06-11 Lau Kam C Interior contour measurement probe
JP5236962B2 (en) 2008-02-18 2013-07-17 株式会社ミツトヨ Measuring method for front and back of measured object
CN101576641B (en) * 2008-05-07 2011-12-28 亚洲光学股份有限公司 Inlaid lens set of optical system and method for supplementing and correcting lens set inlaying precision
JP2010237189A (en) * 2009-03-11 2010-10-21 Fujifilm Corp Three-dimensional shape measuring method and device
JP5337955B2 (en) 2009-05-19 2013-11-06 株式会社ミツトヨ Shape measuring apparatus, shape measuring method, and program
JP2010281792A (en) * 2009-06-08 2010-12-16 Fujifilm Corp Method and apparatus for measuring aspherical surface object
US8184301B2 (en) * 2009-08-19 2012-05-22 Benz Research And Development Corporation Surface alignment and positioning method and apparatus
WO2011129068A1 (en) * 2010-04-13 2011-10-20 コニカミノルタオプト株式会社 Eccentric amount measuring method
WO2012001929A1 (en) * 2010-07-01 2012-01-05 パナソニック株式会社 Wavefront aberration measuring apparatus and wavefront aberration measuring method
US20120133957A1 (en) 2010-11-30 2012-05-31 Widman Michael F Laser confocal sensor metrology system
WO2013119775A1 (en) 2012-02-10 2013-08-15 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Method and apparatus for determining a thickness profile of an ophthalmic lens using a single point thickness and refractive index measurements
CN105164507B (en) * 2013-05-02 2019-07-26 卡尔蔡司光学国际有限公司 For determining the method and system of the space structure of object
DE102013219838B4 (en) * 2013-09-30 2015-11-26 Carl Zeiss Ag Method and system for determining the spatial structure of an object
JP6361729B2 (en) * 2014-03-28 2018-07-25 コニカミノルタ株式会社 Aspherical eccentricity measurement method and shape analysis method
DE102014007203A1 (en) * 2014-05-19 2015-11-19 Luphos Gmbh Device and method for geometric measurement of an object
JP6542355B2 (en) * 2014-08-15 2019-07-10 ザイゴ コーポレーションZygo Corporation Optical evaluation of lenses and lens molds
JP6302864B2 (en) * 2015-03-31 2018-03-28 富士フイルム株式会社 Lens shape measuring method and shape measuring apparatus
US10295754B2 (en) * 2017-05-11 2019-05-21 Nalux Co., Ltd. Position determination method and element
JP7201312B2 (en) 2017-07-26 2023-01-10 株式会社ダイセル Optical component and manufacturing method thereof
DE102018201481A1 (en) 2018-01-31 2019-08-01 Carl Zeiss Vision Gmbh Apparatus and method for determining the three-dimensional surface geometry of objects
KR102028699B1 (en) * 2018-02-21 2019-11-04 지메스소프트 주식회사 Method of measuring three dimensional shape of lens and system for measuring the same
JP7034803B2 (en) * 2018-03-30 2022-03-14 浜松ホトニクス株式会社 Distance measurement unit and light irradiation device
CN109764817A (en) * 2019-01-14 2019-05-17 南京信息工程大学 Contactless lens centre thickness measuring system and method
JP7537930B2 (en) 2020-07-28 2024-08-21 株式会社ミツトヨ Shape measurement method
CN113310455B (en) * 2021-04-08 2023-07-11 超丰微纳科技(宁波)有限公司 Method for detecting eccentricity of compression molding processing double-sided mirror

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001324309A (en) * 2000-05-15 2001-11-22 Canon Inc Three-dimensional shape measuring instrument
JP2003083739A (en) * 2001-09-14 2003-03-19 Minolta Co Ltd Three-dimensional shape-measuring apparatus
JP2004028672A (en) * 2002-06-24 2004-01-29 Olympus Corp Aspheric surface eccentricity measuring device and aspheric surface eccentricity measuring method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3725817B2 (en) * 2001-11-20 2005-12-14 オリンパス株式会社 Aspheric lens decentration measuring method and decentration measuring apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001324309A (en) * 2000-05-15 2001-11-22 Canon Inc Three-dimensional shape measuring instrument
JP2003083739A (en) * 2001-09-14 2003-03-19 Minolta Co Ltd Three-dimensional shape-measuring apparatus
JP2004028672A (en) * 2002-06-24 2004-01-29 Olympus Corp Aspheric surface eccentricity measuring device and aspheric surface eccentricity measuring method

Also Published As

Publication number Publication date
KR100951221B1 (en) 2010-04-05
CN101233386A (en) 2008-07-30
JPWO2007018118A1 (en) 2009-02-19
CN101233386B (en) 2010-09-29
KR20080031509A (en) 2008-04-08
WO2007018118A1 (en) 2007-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4767255B2 (en) Measuring method of optical axis eccentricity of front and back surfaces of lens
TWI464362B (en) Apparatus for measuring a height and obtaining a focused image of and object and method thereof
JP4791118B2 (en) Image measuring machine offset calculation method
JP5582188B2 (en) Eccentricity measurement method
JP6415281B2 (en) Probe apparatus and probe method
JP4846295B2 (en) Three-dimensional coordinate measuring apparatus and method
EP1985968B1 (en) Noncontact measuring apparatus for interior surfaces of cylindrical objects based on using the autofocus function that comprises means for directing the probing light beam towards the inspected surface
JP4500729B2 (en) Surface shape measuring device
JP5098174B2 (en) 3D shape measuring device
JP2005201703A (en) Interference measuring method and system
EP4174436A1 (en) Determination of the rotational position with an opto-electronic encoder with a ball lens
JP4047096B2 (en) Surface shape measuring apparatus and method
JP5358898B2 (en) Optical surface shape measuring method and apparatus, and recording medium
JP4311952B2 (en) 3D coordinate measurement method
JP6190168B2 (en) Focusing method, focusing apparatus, exposure method, and device manufacturing method
KR20160123236A (en) Exposure apparatus, exposure method, and article manufacturing method
JP4027605B2 (en) Optical surface shape measuring method and apparatus, and recording medium
JP2005201660A (en) Method for measuring three-dimensional surface shape of contact lens
JP4190044B2 (en) Eccentricity measuring device
JP2007033263A (en) On-board measuring method of shape error of micro recessed surface shape, and measuring device
JP7317976B2 (en) Alignment method of cylindrical lens in lens fixing part and optical system
US6831792B2 (en) Objective lens, combination of objective lenses, and method for adjusting optical system using objective lens
JP6980304B2 (en) Non-contact inner surface shape measuring device
JP7289780B2 (en) Eccentricity measuring method and eccentricity measuring device
KR102028699B1 (en) Method of measuring three dimensional shape of lens and system for measuring the same

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110405

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110511

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110531

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110614

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4767255

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140624

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250