JPH0462016B2 - - Google Patents

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JPH0462016B2
JPH0462016B2 JP12994784A JP12994784A JPH0462016B2 JP H0462016 B2 JPH0462016 B2 JP H0462016B2 JP 12994784 A JP12994784 A JP 12994784A JP 12994784 A JP12994784 A JP 12994784A JP H0462016 B2 JPH0462016 B2 JP H0462016B2
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JP
Japan
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center
axis
lens
light spot
optical axis
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JP12994784A
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JPS6110739A (ja
Inventor
Noboru Yanagisawa
Takeji Natori
Tsutomu Akasu
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TENRYU SEIKI KK
Original Assignee
TENRYU SEIKI KK
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    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レンズが配置される機械軸の中心と
レーザー光軸が不一致であるときに機械軸の中心
と被検レンズとのずれを検出するための光軸位置
検出方法および装置に関する。
従来、機械軸、例えばレンズチヤツク軸に配置
された光学レンズをレンズチヤツク軸中心に一致
させる種々の心出し方法が知られているが、レー
ザー光を用いた第10図のような芯出し配置で
は、レンズチヤツク軸11上のレンズ12の光軸
偏心量Eは、 E=f/LS ……(1) で求められる。ここで、O1,O2,O2′はレンズ球
面の曲率中心、aは透過光振れ角度、fは焦点距
離、Lはレンズから受光面13までの距離、Sは
受光面13上の変位置である。しかしながら、E
=f/LSが成立するためには、レンズチヤツク軸 11の中心とレーザー光軸14が一致しているこ
とが必要不可欠である。ところが、レーザー光軸
14をレンズチヤツク軸11の中心に一致させる
ことは、きわめて熟練を要する作業であり、また
高い部品精度が必要であるためコスト高になる。
さらに、温度変化や外力などによる機械の変形に
よりレーザー光軸とレンズチヤツク軸中心とが不
一致になることがある。
本発明の目的は、レンズが配置される機械軸の
中心とレーザー光軸とが不一致であつても、機械
軸の中心と被検レンズの光軸とのずれを検出する
ことがきるレンズ光軸位置検出方法および装置を
提供することである。
上記の目的を達成するには、本発明の方法によ
り、機械軸をその軸線を中心として回転させなが
ら、機械軸線と平行に走るレーザー光を機械軸上
のレンズを透過させ、透過したレーザー光を光セ
ンサーの受光面に光点としてとらえ、機械軸が一
回転する間に得られる光点の軌跡が楕円を描くの
で、被検レンズ光軸と機械軸の中心が一致したと
きの光点である楕円の中心の座標を求め、この楕
円中心の座標に基いて機械軸の中心と被検レンズ
光軸とのずれを算出すれば良い。
また、本発明の方法を実施するための装置は、
レーザー光源と、被検レンズが配置される回転可
能な中空の機械軸と、被検レンズを透過したレー
ザー光を光センサー面に受けてレーザーの光点の
位置を出力する光点位置検出器と、機械軸に接続
されていて、かつその回転角度を検出する角度検
出器と、光点位置検出器と角度検出器に接続され
ていてかつこれらの検出器の検出結果を演算処理
して、光センサー面上の光点の軌跡である楕円の
中心および機械軸の中心と被検レンズ光軸とのず
れを表示する演算表示装置とからなる。
以下、本発明を実施例について図面より詳細に
説明する。
まず、第1図には、レーザー光軸14とレンズ
チヤツク軸11の中心とが不一致(レーザー光軸
14がレンズチヤツク軸中心15からdだけずれ
ている)であるが、被検レンズ12の光軸がレン
ズチヤツク軸11の中心と一致している場合の配
置を示す。被検レンズ12を透過したレーザー光
14が、光センサー受光面13にレンズチヤツク
軸11の中心からSの距離に光点Pとして出力さ
れる。第2図はセンサー受光面13のx,y座標
における光点Pの位置を示す。
S=L−f/f・d ……(2) 光センサー受光面13におけるレンズチヤツク
軸11の中心と光点Pとの不一致量Sは、被検レ
ンズ12の焦点距離によつて異なる。また、光点
Pはレーザー光軸延長点と一致しない。第1,2
図のように、被検レンズ光軸がレンズチヤツク軸
中心と正正しく一致したときには、レンズチヤツ
ク軸を回転させても光点Pは移動しない。
第3図には、レーザー光軸14とレンズチヤツ
ク軸11の中心15とが不一致である(レーザー
光軸14がレンズチヤツク軸中心15からdだけ
ずれている)場合で、しかも被検レンズ12の光
軸がレンズチヤツク軸11の中心に対してずれて
いる場合を示す。本発明により、レンズチヤツク
軸11をその軸線を中心として回転させると、被
検レンズ12を透過して光センサー受光面13上
に出力される光点の軌跡が第4図のように楕円を
描く。初期位置で、レンズチヤツク軸11の中心
に対してx軸上に偏心量Eの位置にレンズ中心
O′があつたとすると、光センサー受光面13上
に光点Oが出力される。さらに、レンズチヤツク
軸11を回転させながら45゜ごとに得られる光点
1,2……6,7を結ぶと楕円になる。なお、
4′は初期位置のレンズ中心O′から180゜レンズチ
ヤツク軸11を回転させたときのレンズ中心であ
る。レンズチヤツク軸11を回転させたときにレ
ンズチヤツク軸上のレンズ中心の軌跡は円を描
く。
参考のために、レーザー光軸がレンズチヤツク
軸11の中心と一致している場合で、かつ被検レ
ンズの光軸がレンズチヤツク軸中心からEだけず
れている場合を第5図と第6図に示す。この場合
に、レンズチヤツク軸11を回転させると、第6
図に示したように光センサー面13上の光点の軌
跡は円となる。第6図でレンズチヤツク軸中心か
らのレンズ光軸のずれ量Eがゼロのとき、すなわ
ちレンズ光軸とレンズチヤツク軸中心とが一致し
たときには、レンズチヤツク軸11を回転させて
も光センサー面13上の光点が円の中心の一点に
収れんする。
このことから、レンズチヤツク軸中心とレーザ
ー光軸が不一致の場合で、被検レンズ12の光軸
がレンズチヤツク軸中心からずれている場合に、
レンズチヤツク軸11を回転させて得られる光セ
ンサー面13上の光点の軌跡である楕円の中心
が、レンズチヤツク軸中心15と被検レンズ光軸
が一致したときの光点であることが分る。
第7図には、レーザー光軸とレンズチヤツク軸
中心とが不一致の場合に光センサー面上の光点の
軌跡である楕円において楕円長軸の中心Cとレン
ズチヤツク軸中心15の間の位置関係を示してあ
る。
前述の楕円の中心Cの座標(x0,y0)は (xnax+xnio/2、ynax+ynio/2)で表わすことがで き、(第8図)、また楕円の図心として求めること
もできる。コンピユータを用いると、楕円中心の
座標(x0,y0)は容易に算出可能である。このよ
うにして算出された楕円の中心が、レンズチヤツ
ク軸中心と被検レンズ光軸が一致したときの光点
である。
さらに、第8図において、楕円の長軸と楕円の
接点を(x1,y1)とすると、楕円上の任意の点
(x,y)と楕円中心(x0,y0)との距離Aは A=√(−02+(−02 ……(3) で表わされる。
Aの最大値である点(x1,y1)と点(x2,y2
の間の距離2Aから、レンズチヤツク軸中心15
と被検レンズ光軸とのずれ量Eとその向きθ′は次
式により求めることができる。
E=f/LA ……(4) tanθ′=y1−y0/x1−x0 ……(5) 第9図には、本発明の方法を実施するための装
置の代表的な例を示す。
フレーム22の中程に中空のレンズチヤツク軸
11が回転可能に支承されている。フレーム22
の下部にはレーザー光源26が配置され、フレー
ム22の上部には、レーザー光源26からレンズ
12を透過して来たレーザー光30を光点として
出力する光点位置検出器32が配置されている。
この光点位置検出器32は、その光センサー面上
のレーザーの光点の位置をx−y座標電圧に変換
し出力する。一方、レンズチヤツク軸11の下端
に歯車34が固定されていて、この歯車34が、
レンズチヤツク軸11の回転角θを検出するため
に角度検出器36の歯車38と噛み合つている。
光点位置検出器32と角度検出器36は共に演算
表示装置30に接続されており、演算表示装置3
0は光点位置および角度検出器のそれぞれの出力
を表示し、レンズチヤツク軸11の回転角θおよ
びその一定角度ごとのx,y値の入力を演算し
て、レンズチヤツク軸11の回転により得られる
光センサー面上の光点の軌跡の楕円およびその中
心の座標を出力する。この場合、演算表示装置
に、レンズ12を透過したレーザー光が光点で表
示されるので、その光点を見ながら手でレンズチ
ヤツク軸11上のレンズ12を移動させて楕円の
中心に持つていくことによりレンズ光軸をレンズ
チヤツク軸中心15に一致させることができる。
さらに、前述したように楕円の長軸の長さ2Aか
ら式(4)および(5)を用いてレンズチヤツク軸中心と
被検レンズ光軸とのずれ量Eとその向きθ′を算出
することができる。
本発明の方法によれば、レンズが配置される機
械軸の中心とレーザー光軸が不一致である場合で
も、機械軸をその軸線を中心として回転させるこ
とによりレンズを透過したレーザー光が表示され
る光センサー面上の光点の軌跡が楕円を描くの
で、その楕円の中心の座標を求めれば、それが被
検レンズ光軸と機械軸の中心が一致したときの光
点となる。さらに、楕円の中心の座標の値に基い
て機械軸の中心と被検レンズ光軸とのずれを計算
することができる。従つて、本発明の方法は、レ
ンズ貼合わせ時の光軸合わせ、貼合わせレンズの
光軸ずれ検査、レンズ芯取機でのレンズチヤツク
軸とレンズ光軸の芯合わせ、および芯取りされた
レンズの芯取り精度検査などに適用でき、応用範
囲がきわめて広い。
【図面の簡単な説明】
第1図はレーザー光軸とレンズチヤツク軸中心
が不一致であるが、被検レンズ光軸がレンズチヤ
ツク軸中心と一致している場合においてレンズを
透過したレーザー光と光センサー面に表示される
光点との関係を示す図、第2図は第1図の光セン
サー面における光点の位置を示す図、第3図はレ
ーザー光軸とレンズチヤツク軸中心が不一致であ
り、かつ被検レンズがレンズチヤツク軸中心から
ずれている場合に、レーザー光軸と、レンズチヤ
ツク軸を回転させることにより得られる光センサ
ー面の光点の軌跡との関係を示す図、第4図は第
3図の光センサー面における光点の軌跡を示す
図、第5図はレーザー光軸とレンズチヤツク軸中
心とが一致していて、被検レンズ光軸がレンズチ
ヤツク軸中心からずれている場合に、レーザー光
軸と、レンズチヤツク軸を回転させたときに光セ
ンサー面に得られる光点の軌跡との関係を示す
図、第6図は第5図の光センサー面における光点
の軌跡を示す図、第7図は光センサー面における
光点の軌跡の楕円において楕円長軸の中心とレン
ズチヤツク軸中心の間の位置関係を示す説明図、
第8図は光センサー面における光点の軌跡の楕円
においてその中心の座標などを求めるための説明
図、第9図は本発明の方法を実施するための装置
の一実施例の概略図、第10図はレーザー光軸と
レンズチヤツク軸中心が一致した場合のレーザー
光軸と光センサー面上の光点との関係を示す図で
ある。 11……機械軸、12……被検レンズ、13…
…光センサー面、14……レーザー光軸、15…
…機械軸の中心、C……楕円中心、26……レー
ザー光源、30……演算表示装置、32……光点
位置検出器、36……角度検出器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 レンズが配置される機械軸の中心とレーザー
    光軸が不一致であるときに機械軸の中心と被検レ
    ンズ光軸とのずれを検出するための光軸位置検出
    方法において、機械軸をその軸線を中心として回
    転させながら、機械軸線と平行に走るレーザー光
    を機械軸上のレンズを透過させ、透過したレーザ
    ー光を光センサーの受光面に光点としてとらえ、
    機械軸が一回転する間に得られる光点の軌跡が楕
    円を描くので、被検レンズ光軸と機械軸の中心が
    一致したときの光点である楕円の中心の座標を求
    め、この楕円中心の座標に基いて機械軸の中心と
    被検レンズ光軸とのずれを算出することを特徴と
    する方法。 2 レンズ配置される機械軸端の中心とレーザー
    光軸が不一致であるときに機械軸の中心と被検レ
    ンズ光軸とのずれを検出するための光軸位置検出
    方法であつて、機械軸をその軸線を中心として回
    転させながら、機械軸線と平行に走るレーザー光
    を機械軸上のレンズを透過させ、透過したレーザ
    ー光を光センサーの受光面に光点としてとらえ、
    機械軸が一回転する間に得られる光点の軌跡が楕
    円を描くので、被検レンズ光軸と機械軸の中心が
    一致したときの光点である楕円の中心の座標を求
    め、この楕円中心の座標に基いて機械軸の中心と
    被検レンズ光軸とのずれを算出する方法を実施す
    るための装置において、レーザー光源と、被検レ
    ンズが配置される回転可能な中空の機械軸と、被
    検レンズを透過したレーザー光を光センサー面に
    受けてレーザーの光点の位置を出力する光点位置
    検出器と、機械軸に接続されていて、かつその回
    転角度を検出する角度検出器と、光点位置検出器
    と角度検出器に接続されていてかつこれらの検出
    器の検出結果を演算処理して、光センサー面上の
    光点の軌跡である楕円の中心および機械軸の中心
    と被検レンズ光軸とのずれを表示する演算表示装
    置とを備えたことを特徴とする装置。
JP12994784A 1984-06-26 1984-06-26 光学レンズの光軸位置検出方法および装置 Granted JPS6110739A (ja)

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JPS6110739A JPS6110739A (ja) 1986-01-18
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2735104B2 (ja) * 1989-07-03 1998-04-02 オリンパス光学工業株式会社 非球面レンズの偏心測定装置及び測定方法
JP2671190B2 (ja) * 1993-12-24 1997-10-29 株式会社フクハラ コンプレッサーに於ける除臭除菌装置
FR2799545B1 (fr) * 1999-10-07 2002-01-18 Briot Int Procede et appareil de centrage d'une lentille ophtalmique

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