JPH0333635A - 形状評価装置および形状評価方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、非球面レンズの形状を回帰する非球面レン
ズの形状回帰装置に関する。

（従来の技術） 近年、プラスチックレンズの成形技術が確立され、各種
光学系にプラスチック製の非球面レンズが使われ始めて
いる。

ところで、こうした非球面レンズではどのような曲線に
製作されているかを知るために、非球面レンズの形状を
測定して評価することが行なわれている。

具体的には、従来、干渉渦を用いて評価をすることが行
なわれている。すなわち、非球面レンズに形状に応じて
、マスターレンズ（基準レンズ）を手作業で作成する。

そして、このマスターレンズを用い、レーザーによるホ
ログラム手法で非球面レンズの形状を測定していた。

（発明が解決しようとする課題） ところが、レーザー干渉渦法は、形状のずれが生じてい
る部分がどのような曲線であるのかが不明なので誤差を
数式で求めることができず、製品の評価は難しいもので
あった。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、測定情報の処理によって非球面レン
ズを容易に評価することができる非球面レンズの形状評
価装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためにこの発明は、基準となる非球
面レンズの形状を測定する手段と、この測定した形状の
情報から非球面軸を探索する手段と、この探索した非球
面軸の傾斜を探索する手段と、これら探索後、前記測定
した形状の情報から回帰曲線のパラメータを探索する手
段と、これら探索した情報にしたがって回帰曲線を算出
する手段と、前記算出された回帰曲線と前記測定したレ
ンズ形状との偏差を出力する手段とを設けて、形状回帰
装置を構成する。

（作　用） この発明の形状回帰装置によると、非球面レンズのレン
ズの形状を測定手段で測定する。そして、この７１１１
１定した形状の情報を用いて、順に非球面軸、非球面軸
の傾斜１回帰曲線を探索し、その後、探索した情報にし
たがって回帰曲線を算出する。そして、この回帰曲線と
、上記測定したレンズ形状の情報との偏差を求めること
により、非球面レンズの評価が行なえる。

したがって、非球面レンズが容易に評価することができ
るようになる。しかも、ホログラム手法で用いる１個、
数百万円もするようなマスターレンズを使用しないです
むので、コストの点でも優れる。

（実施例） 以下、この発明を第１図ないし第５図に示す一実施例に
もとづいて説明する。第１図は非球面レンズの形状評価
装置を示し、１は形状測定装置、例えばフォームタリサ
ーフである。そして、このフオームクリサーフ１を用い
て、非球面レンズの形状を測定できるようになっている
。

一方、２はマイクロコンピュータから構成された処理回
路である。処理回路２は、測定データから非球面軸を探
索する非球面軸探索回路３、非球面軸の傾斜を探索する
非球面軸傾斜探索回路４、回帰曲線のパラメータを探索
する回帰曲線パラメタ探索回路５、探索した結果を算出
して回帰曲線を求める回帰曲線算出回路６から構成され
ている。また各探索回路での探索には、減衰最小二乗法
が用いられている。そして、処理回路２は、非球面レン
ズの形状が読取られると、非球面軸探索回路３．非球面
軸傾斜探索回路４１回帰曲線パラメータ探索回路５２回
帰曲線算出回路６の順に数値処理を行なうようになって
いる。なお、回帰曲線式の算出には次式を用いている。

Ｚ　−ｆＸ／　（Ｒ＋　　Ｒ２−（Ｋ＋１）　Ｘ２）　
１十ＡＩ　　Ｉ　Ｘ　ｌ　＋Ａ２　Ｘ２＋Ａ３　　ｌ　
Ｘ　ｌ　３＋Ａ４　Ｘ４＋・・・・・・ 但し、Ｒ：曲率半径、 Ｋ：円錐定数、 Ａ１　、”　２　＋　Ａ３　、・・・：非球面定数、Ｘ
２　、Ｘ３　、　Ｘ４．・・・：回帰次数（任意に設定
できる） そして、この処理回路２の入力端が上記フォムクリサー
フ１に接続されている。また処理回路２の出力側には偏
差グラフ表示装置７が接続されている。この偏差グラフ
表示装置７には、処理圏路２で算出した回帰曲線と、測
定した非球面レンズのレンズ測定形状との偏差を・求め
るべく、双方の結果を対比して表示する機能、例えば処
理回路２で算出した回帰曲線を直線化して表示し、この
回帰曲線と対応するようにレンズ測定形状をプロットす
るグラフ機能を有していて、グラフでレンズ測定形状の
偏差の大小を表わすようにしている。

つぎに、こうして構成された非球面レンズの形状評価装
置の作用を第２図に示すフローチャートにしたがって説
明する。

すなわち、凸面の非球面レンズ（ピックアップヘッド対
物レンズ）の７１ＰＪ定データに最もフィツトする回帰
曲線を求める。

これには、まず、未知形状の非球面レンズのレンズ形状
をフオームクリサーフ１を用いて測定する。すると、こ
の測定データが処理回路２に入力されていく。ところが
、この測定データを見ると、フォームタリサーフ基準座
標と、レンズ基型座標とが異なっている。実際には、第
３図に示される設計形状に対して「４即」偏差している
ようなしンズ測定形状が、測定データとして処理回路２
に人力されていく。

そこで、処理回路２では、まず、非球面軸探索回路３に
おいて、減衰最小二乗法により、測定ブタから非球面軸
を探索していく。すなわち、第５図の一点鎖線αて示す
測定形状が人力されたとすると、実線のＺ軸に示される
ような非球面軸が算出されていく。つまり、中心座標と
なる、非球面軸なるＺＯ＋　それと直角なＸｏの座標が
得られる。

ここで、測定時の傾斜を考慮しなければ正確なパラメー
タを推定できないから、つぎに非球面軸傾斜探索回路４
で行なわれる減衰最小二乗法を使って、非球面軸の傾斜
θを探索していく。これにより、第５図の測定形状αが
「β」で示す測定時の一点鎖線のレンズ設置基準座標に
対応していき、回帰曲線に必要なうちのパラメータｒＸ
Ｏ＋　　ＺＯ＋θ」が定められ、軸の傾斜θを補正する
。すると、第３図に示す設計形状からのレンズ形状の偏
差が求められる。

こうした基本的なパラメータの探索が終えると、回帰曲
線パラメータ探索回路５によって演算される減衰最小二
乗法により、残る回帰線のパラメータ、Ｒ（曲率半径）
　　Ｋ（円錐定数）、Ａ１゜Ａ２　ｒ　Ａ３　＋　・・
・（非球面定数）　　Ｘ２．Ｘ３Ｘ４．・・・（回帰次
数）が推定されていく。そして、こうして得られるパラ
メータを使って、次に回帰曲線算出回路６で； Ｚ−’−’（Ｘ’／　（Ｒ＋　　Ｒ２−（Ｋ＋１）　Ｘ
”　）　１＋Ａ、　ＩＸｌ＋Ａ２Ｘ２　＋Ａ３１Ｘ１３
＋Ａ４Ｘ４＋・・・・・・ なる式の演算が行なわれていく。これにより、測定デー
タに最もフィツトした回帰曲線が数値で表わされていく
。

そして、偏差グラフ表示装置７において、この処理回路
２で算出した回帰曲線が第４図中、−点鎖線で示すよう
な直線としてグラフ表示されて行く。そして、これと共
にこの回帰曲線と対応するようにレンズ測定形状がグラ
フ表示されていく。

しかるに、グラフ表示された線間相互は、レンズ相定形
状の偏差の大小を表わすことになる。それ故、偏差から
非球面レンズの形状を高い正確さで評価することができ
る。実験によれば、本実施例はｒＯ，１，ｎＪの誤差の
回帰曲線を求めることができた。つまり、その解析能に
応じたレンズ形状の解析評価ができる。

したがって、測定情報の処理によって非球面レンズを容
易に評価することができる。しかも、従来のようなホロ
グラム手法で用いる１個、数百万円もするようなマスタ
ーレンズ（形状毎に使用）を使用しないので、コストも
点でも優れる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、測定情報の処理
によって非球面レンズを容易に評価することかできる。

しかも、ホログラム手法の１個、数百万円もするような
マスターレンズを使用しないので、コストも点でもよい
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示し、第１図は形状評価
装置の構成を示すブロック図、第２図は非球面の測定デ
ータから回帰曲線を算出する工程を示すフローチャート
、第３図は形状測定装置の形状測定による偏差を示す線
図、第４図は算出した非球面の回帰曲線と測定形状との
偏差を示す線図、第５図は先の回帰曲線を算出する工程
に沿って行なわれる探索を説明するための図である。 １・・・フォームタリサーフ、３・・・非球面軸探索回
路、４・・・非球面軸傾斜探索回路、５・・・回帰曲線
パラメータ探索回路、６・・・回帰曲線算出回路、７・
・・偏差グラフ表示装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非球面レンズの形状を測定する手段と、この測定した形
   状の情報から非球面軸を探索する手段と、この探索した
   非球面軸の傾斜を探索する手段と、これら探索後、前記
   測定した形状の情報から回帰曲線のパラメータを探索す
   る手段と、これら探索した情報にしたがって回帰曲線を
   算出する手段と、前記算出された回帰曲線と前記測定し
   たレンズ形状との偏差を出力する手段とを具備したこと
   を特徴とする非球面レンズの形状評価装置。