JPH0197832A - 偏心測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レンズの偏心量を測定するための偏心測定装
置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の偏心測定装置としては、特開昭６１−１１
８６３９号に記載された技術がある。

かかる技術を第５図を用いて説明すると、図においてｌ
で示すのは被測定体である被検レンズで、この被検レン
ズ１は被検レンズ枠２に回転可能に保持されている。３
で示すのは光源で、この光源３からの光はコリメートレ
ンズ系４を経て平行光となり、この平行光が被検レンズ
ｌに入射されるようになっている。被検レンズ１からの
透過光は、被検レンズｌの焦点位置に集光して点像とな
り、この点像は、拡大レンズ系５を介して拡大されて先
位ｉ’横出素子６上に結像されるようになっている。そ
して、光位置検出素子６は、集光した点像のＸ、Ｙ２方
向の重心位置をリニアなＸ、　Ｙの電圧に変換しこの光
位置検出素子６からのＸ、　Ｙ電圧は増幅器７を介して
増幅され、Ａ／Ｄ変換器８を経てコンピュータ９に入力
されるようになっている。

上記構成によれば、次のようにして被検レンズｌの被検
レンズ枠２に対する偏心量を測定しうるちのである。即
ち、第５図にて示す構成において、被検レンズ枠２を基
準として被検レンズ１を回転させると、被検レンズ１が
被検レンズ枠２に対して偏心している場合には、光位置
検出素子６上に集光した点像は円を描くことになる。、
従って、光位置検出素子６のＸ、　Ｙ出力は点像が円を
描くことにより変化し、これをコンピュータにて計算処
理することにより被検レンズ１の偏心量を求めることが
できる。そして、求められた偏心量がデジタル表示され
るものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の偏心測定装置によれば、偏心量を数値化して
求めることができるものであるが、次のような問題点が
あった。

（１）　　被検レンズが変わると光位置検出素子の受光
量が変動し、この光量変動のために増幅器での演算によ
る誤差が大きくなり、そのために光位置検出精度が低下
していた。

（２）偏心測定を行なう際には、被検レンズごとに光量
調整を行なう必要があるが、この光量調整を手動で行な
っていたために作業時間が多くかかり、作業性９作業効
率が低いものとなっていた。又、光量調整を手動で行な
う方式であるので、光位置検出精度が低く、正確な偏心
量の測定ができなかった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので
あって、被検レンズの変更等による外乱に影響されるこ
となく自動的に最適光量を設定しうるようにし、高精度
に偏心量を測定できるようにした偏心測定装置を提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、点光源と、前記点光源からの光を被検レンズ
に投射するためのレンズ系と、前記被検レンズを回転す
るための回転機構部と、その検出面上に結像された前記
被検レンズからの点像の光量的重心位置を電気信号とし
て検出するための光位置検出素子と、前記光位置検出素
子にて検出された電気信号を増幅するための増幅器と、
前記増幅器からのアナログ信号をデジタル信号に変換す
るためのＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器からの出力
により被検レンズの偏心量を計算するためのコンピュー
タとから構成してなる偏心測定装置において、　前記光
源の光量をコントロール可能な光源ドライバと、前記増
幅器より出力される総光量信号を前記光源ドライバにフ
ィードバックして総光量が一定になるように制御するた
めのフィードバック回路とを装備して構成したものであ
る。

〔作用〕

上記構成においては、光源からの光がレンズ系を介して
被検レンズに投射される。そして、被検レンズを透過し
た光位置検出素子上に結像され、結像された点像の光量
的重心位置が電気信号として取り出され、この電気信号
が増幅器に入力される。増幅器にて増幅された総光量信
号は、Ａ／Ｄ変換器を介してデジタル信号に変換されて
コンピュータに入力される。

又、前記増幅器より出力される総光量信号は光源ドライ
バにフィードバックされ、フィードバック回路を介して
総光量が一定となるように制御される。これにより、被
検レンズが変更されて光量が変動した場合でも総光量は
自動的に一定に制御され、光位置検出精度が低下するこ
とがない。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明
する。なお、以下の説明において第５図にて示した構成
と同様の構成については同一符号を付して説明するもの
とする。

〔第１実施例〕 第１図は、本発明に係る偏心測定装置１０の第１実施例
を示す構成説明図である。

図において１で示すのは、被測定体である被検レンズで
、この被検レンズ１は被検レンズ枠２に　゛保持自在の
構成となっており、被検レンズ１は被検レンズ枠２を介
して回転自在の構成となっている。被検レンズ枠２は、
図示を省略している回転機構部を介して回転駆動される
構成となっている。

３で示すのは光源で、この光源３からの光はコリメート
レンズ系４を経て平行光となり、この平行。

光が被検レンズ１に入射されるように設定しである。そ
して、被検レンズ１を透過した光は被検レンズ１の焦点
位置に集光して点像となり、この点像は、拡大レンズ系
５を介して拡大されて光位置検出素子６上に結像される
ように設定しである。

そして、この光位置検出素子６にて集光した点像のＸ、
Ｙ２方向の重心位置がリニアなＸ、Ｙの電圧に変換され
、この変換された光位置検出素子６からのＸ、　Ｙ電圧
が増幅器７に入力されるように設定しである。そして、
増幅器７を介して増幅されたＸ、Ｙ電圧はＡ／Ｄ変換器
８に人力されてデジタル変換され、デジタル変換された
ｘ、Ｙ電圧がコンピュータ９に入力されるように設定構
成しである。

１１で示すのは差動増幅器で、この差動増幅器１１には
基準電圧発生器１２からの基準電圧信号Ｖ、と増幅器７
からの総光量電圧信号Σとが入力されるように設定しで
ある。即ち、光位置検出素子６にて受光した総光量は増
幅器７にて、演算増幅され、総光Ｎ電圧信号Σとして差
動増幅器１１に入力されるようになっており、この総光
量電圧信号Σと基準電圧発生器１２からの基準電圧信号
■□とが差動増幅器１１に入力されるようになっている
。そして、差動増幅器１１からの出力電圧は、光量コン
トロール信号１）として光源ドライバ１４に入力される
ようになっている。光源ドライバ１４は、光量コントロ
ール信号１）に応じて光源３の光強度をコントロールし
うるように設定構成しである。１５で示すのはフィード
バック回路である。

次に、上記構成に基づき被検レンズ１の偏心量を測定す
る作用について説明する。

まず、光源３を発光させ、光源３からの光をコリメート
レンズ４を介して平行光として被検レンズｌ（測定時に
は被検レンズ枠２を介して回転される）に投射させる。

被検レンズ１からの透過光は、被検レンズ１の焦点位置
に集光して点像となり、この点像は、拡大レンズ５によ
り拡大されて光位置検出素子６上に結像される。

光位置検出素子６は、集光した点像のＸ、Ｙ２・方向の
重心位置をリニアなＸ、Ｙ電圧に変換し、この変換され
たＸ、Ｙ電圧出力は増幅器７に入力されて演算増幅され
る。増幅器７にて、増幅されたＸ、Ｙ電圧は、Ａ／Ｄ変
換器８を介してデジタル変換され、コンピュータ９に入
力される。そして、コンピュータ９の表示部９ａに被検
レンズ１の偏心量がデジタル表示される。

一方、光位置検出素子６にて受光された総光量は増幅器
７にて演算増幅され、総光量電圧Σとして出力され差動
増幅器１１に入力される。差動増幅器１１は、増幅器７
から入力される総光量電圧信号Σと基準電圧発生器１２
から入力される基準電圧信号■８とを比較演算し、上記
２つの電圧差を増幅して出力する。差動増幅３３１１か
らの出力は、光量コントロール信号１）として光源ドラ
イバ１４に入力される。光源ドライバ１４は、光量コン
トロール信号１）に応じて光［３・を調光し、光位置検
出素子６上での光量が一定になるように制御される。

従って、被検レンズ１が変更され、光位置検出素子６の
受光量が変動した場合には、差動増幅器ＩＩからの光量
コントロール信号１）が変わることになるが、この場合
には、光量コントロール信号１）．フィードバック回路
１５．差動増幅器１１を介して光源ドライバ１４がコン
トロールされ、これにより光位置検出素子６上の光量が
一定になるように光源３が調光される。即ち、被検レン
ズｌが変更されて光位置検出素子６の受光量が変わった
場合には、総光量電圧Σの変動を打ち消すように差動増
幅器１１が働き、これに応じて光源ドライバ１４がコン
トロールされて光源３が調光され、光位置検出素子６上
での光量が基準電圧ｖＲにて設定された一定の光量とな
るように制御されるのである。

以上のように本実施例においては、被検レンズ１を変更
した際等において光位置検出素子６の受光量が変動した
場合においても、光′ｒＡ３を自動調光して光位置検出
素子６上の光量が一定となるように制御されるので、光
位置検出精度が著しく向上し、正確な偏心量を測定する
ことができる。又、被検レンズ１を変えた際に生ずる光
位置検出素子６上の受光量の変動を自動的に一定光量と
なるように制御する方式であるので、偏心測定の際の作
業性９作業効率の向上を図ることができる。又、被検レ
ンズ１を変更した際等においても光位置検出素子６上の
受光量が一定となるように自動的に制御されるので、被
検レンズ１を変更した際等においても増幅器７での演算
誤差がなくなり、この点からも光位置検出精度の向上が
図れるものである。

（第２実施例） 第２図は、本発明に係る偏心測定装置１０の第２実施例
を示すものである０本実施例の特徴は、第１図にて示す
構成において、差動増幅器１１と光源ドライバ１４との
接続回路中にリミッタ回路２０を配設し、リミッタ回路
２０からの出力を光量コントロール信号１）として光源
ドラ′イバ１４に入力するように構成した点である。光
源ドライバ１４から出力される光源駆動電流はリミッタ
入力信号２１としてリミッタ回路２０に入力されるよう
に設定してあり、光源ドライバ１４からリミッタ回路２
０に入力される光源駆動電流がある一定レベル以上の場
合には、光量を下げるように光源ドライバ１４に光量コ
ントロール信号１）がリミッタ回路２０から出力するよ
うに設定しである。その他の構成は、第１図に示したも
のと同様であるので、同様の部材には同一の符号を付し
てその説明を省略する。

上記構成によれば、次のような作用、効果を奏すること
ができる。即ち、第１図にて示した構成においては、被
検レンズ１が被検レンズ枠２に取り付けられていない場
合等には光位置検出素子６の受光量が極端に小さくなる
ので、光源３の強度が受光量を大きくするべく極端に大
きくなり、その結果、光源３が破壊される事態が生じう
る０本実施例においては、光源ドライバ１４からリミッ
タ回路２０に入力される光源駆動電流が所定のレベル以
上となったときには、リミッタ回路２０から光量を下げ
るように光量コントロール信号１）が光源ドライバ１４
に入力されるので、光源３の破壊を確実に防止できる利
点がある。

その他の作用、効果については、第１実施例と同様であ
るので、その説明を省略する。

（第３実施例） 第３図は、本発明に係る偏心測定装置１０の第３実施例
を示すものである。本実施例においては、図に示すよう
に、増幅器７からの総光量電圧信号（出力信号）Σは比
較器３０に人力されるように設定してあり、この比較器
３０にて増幅器７から入力される総光量電圧信号Σと基
準電圧発生器１２から入力される基準電圧信号ｖＩＩと
が比較演算され、比較器３０からの出力がカウンタ３１
に入力されるようになっている。カウンタ３１は、比較
器３０からの出力信号に応じてカウンタ値のアップ、ダ
ウンを行うものであり、カウンタ３１におけるアップ、
ダウンのクロックはパルス発生器３２から入力されるよ
うになっている。このパルス発生器３２からカウンタ３
１に入力されるクロックパルスは、カウンタ３１におけ
るカウントの基準クロックとなるものである。

比較器３０からの出力はエツジ検出回路３３に入り、こ
のエツジ検出回路３３にて比較器３０の出力パルスの立
上りもしくは立下り検出されるように設定しである。３
４で示すのは、エツジ検出回路３３からの検出信号によ
りセットされるプリンプフロソプ、３５で示すのは、フ
リップフロップ３４リセツト用のスイッチである。

カウンタ３１からのデジタル量の出力は、Ｄ／Ａ変換器
３６を介してアナログ量に変換されて光源ドライバ１４
に人力されるようになっており、この光源ドライバ１４
に入力されるＤ／Ａ変換器３６からの出力信号により光
ａｇ３の光強度がコントロールされるようになっている
。

その他の構成は、第１実施例と同様であるので、同様の
部材には同一符号を付してその説明を省略する。

上記構成においては、増幅器７からの総光量電圧信号Σ
は比較器３０に入力され、比較器３０にて総光量電圧信
号Σが基準電圧発生器１２からの基準電圧Ｖ、よりも大
きいか小さいかが比較演算される。比較器３０からの出
力信号はカウンタ３１（スイッチ３５はＯＮ状態にある
）に入力され、カウンタ３１はこの信号を受けてカウン
タ値のアンプ、ダウンを行う。カウンタ３１からの出力
は、Ｄ／Ａ変換器３０を介して光源ドライバ１４に入力
され、光源ドライバ１４はその入力値に応じて光源３の
光強度をコントロールする。そして、総光量電圧信号Σ
と基準電圧ｖ魔とが一致した際には、比較器３０の出力
は立上りパルス又は立下りパルスとなるので、この立上
りパルス又は立下りパルスのエツジがエツジ検出回路３
３にて検出され、このエツジ検出信号にてフリップフロ
ップ３４がセットされてカウンタ３１の動作が停止する
。

従って、上記構成によれば、被検レンズ１をセットし、
スイッチ３５を介してフリップフロップ３４をリセント
させることによりカウ′ンタ３１がカウント動作を開始
し、エツジ検出回路３３が立上がりパルスのエツジを検
出するまで、即ち、総光量電圧信号Σと基準電圧信号Ｖ
、とが一致するまでフィードバック作用が行われるもの
であり、上記エツジ検出後はカウント動作を停止し、光
源３に対するフィードバックも停止さゼるものである。

その他の作用は、第１実施例と同様であるので、その説
明を省略する。

上記本実施例によれば、第１実施例の効果に加えて光源
３の使用をリミット限界で使用するのを避け、光源３の
寿命を延命化できるとともに、測定者の目を強い光から
保護できる利点がある。

（第４実施例） 第４図は、本発明に係る偏心測定装置１０の第４実施例
を示すものである０図において４０で示すのは、光源ド
ライバ１４を介して光強度を調光制御自在に構成された
レーザ光源で、レーザ光源４０からのレーザ光は、コリ
メートレンズ４１を介して平行光となり、ビームスプリ
ッタ４２に入射されるようになっている。そして、ビー
ムスプリッタ４２からの透過光は、第１の集光レンズ４
３に入射され、第１の集光レンズ４３の焦点位置に集光
されるようになっている。

被検レンズ枠２にセットされた被検レンズ１は、その反
射球面１ａの曲率中心が第１の集光レンズの焦点位置と
一致するようにセントされるようになっており、被検レ
ンズ１の反射球面１ａに入射されたレーザ光源４０から
のレーザ光は、反射球面１ａにて反射されて再び第１の
集光レンズ４３の焦点位置に集光されるように設定しで
ある。

従って、もし光軸に対して反射球面１ａが偏心している
場合には、第１の集光レンズ４３の焦点位置上で近似的
に光軸から偏心量の２倍だけずれた位置に集光するよう
になっている。

被検レンズ１の反射球面１ａから反射された反射光は、
再び第１の集光レンズ４３を通り、ビームスプリンタ４
２に入射されるように設定しである。そして、ビームス
プリッタ４２からの反射光は、第２の集光レンズ４４を
介して集光されて点像となり、この点像は拡大レンズ４
５を介して拡大されて光位置検出素子６上に結像するよ
うに設定しである。その他の構成は第３実施例と同一で
あるので、第３図にて示した構成部と同一の構成部には
同一符号を付してその説明を省略する。

上記構成によれば、被検レンズ枠２に対して偏心してい
る被検レンズ１を被検レンズ枠２を基準として回転すれ
ば、被検レンズｌの反射球面１ａから反射されて光位置
検出素子６上に結像される像は円の軌跡を描（。従って
、この円の大小が被検レンズ１の被検レンズ枠２に対す
る偏心量の大小を示すこととなり、その結果、被検レン
ズ１の反射面の偏心量を測定できる利点がある。その他
の作用、効果は第３実施例と同様であるので、その説明
を省略する。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、被検レンズを変更した
場合等において光量変動が生じても自動的に光計が一定
になるように調光されるので、正確な偏心量の測定が可
能になるとともに、測定作業の作業性１作業効率の向上
を図りうるちのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る装置の第１実施例を・示す説明
図、 第２図は、本発明に係る装置の第２実施例を示′　　す
説明図、 第３図は、本発明に係る装置の第３実施例を示す説明図
、 第４図は、本発明に係る装置の第４実施例を示す説明図
、 第５図は、従来技術の説明図である。 １・・・被検レンズ ３・・・光源 ４・・・コリメートレンズ ６・・・光位置検出素子 ７・・・増幅器 ８・・・Ａ／Ｄ変換器 ９・・・コンピュータ １１・・・差動増幅器 １４・・・光源ドライバ ３０・・・比較器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）点光源と、前記点光源からの光を被検レンズに投
   射するためのレンズ系と、前記被検レンズを回転するた
   めの回転機構部と、その検出面上に結像された前記被検
   レンズからの点像の光量的重心位置を電気信号として検
   出するための光位置検出素子と、前記光位置検出素子に
   て検出された電気信号を増幅するための増幅器と、前記
   増幅器からのアナログ信号をデジタル信号に変換するた
   めのＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器からの出力によ
   り被検レンズの偏心量を計算するためのコンピュータと
   から構成してなる偏心測定装置において、 前記光源の光量をコントロール可能な光源ドライバと、
   前記増幅器より出力される総光量信号を前記光源ドライ
   バにフィードバックして総光量が一定になるように制御
   するためのフィードバック回路とを装備して構成したこ
   とを特徴とする偏心測定装置。