JPH06109582A - Integrated lens inspecting machine - Google Patents
Integrated lens inspecting machineInfo
- Publication number
- JPH06109582A JPH06109582A JP25651392A JP25651392A JPH06109582A JP H06109582 A JPH06109582 A JP H06109582A JP 25651392 A JP25651392 A JP 25651392A JP 25651392 A JP25651392 A JP 25651392A JP H06109582 A JPH06109582 A JP H06109582A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- inspected
- interferometer
- optical paths
- light beam
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、レンズ総合検査機に関
するものであり、特に、レンズの面形状、中心肉厚、偏
心、屈折異常等を一度に測定して、被検レンズの合否を
判定できるレンズ総合検査機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens inspecting apparatus, and more particularly, to determine whether a lens to be inspected is acceptable or not by measuring lens surface shape, central wall thickness, decentering, refractive error, etc. at a time. Regarding a comprehensive lens inspection machine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】カメラ、顕微鏡、内視鏡等の光学機器に
は、多数のレンズが用いられている。近年は、これらの
レンズに非球面を用いることも多くなってきた。しかし
ながら、加工後のレンズの検査、特に、非球面レンズの
検査はまことに面倒なものである。2. Description of the Related Art A large number of lenses are used in optical instruments such as cameras, microscopes and endoscopes. In recent years, aspherical surfaces are often used for these lenses. However, the inspection of the lens after processing, especially the inspection of the aspherical lens, is very troublesome.
【０００３】つまり、モールド、精研削等で加工された
レンズの２つの面（非球面又は球面）の形状を、１面ず
つフィゾー形の干渉計あるいは接触針方式の形状測定機
で測定し、次に、そのレンズの中心肉厚をダイヤルゲー
ジ等の接触式測定機で検査し、最後に、２つの面の偏心
をサイダ方式の芯取機、類似の方法、又は、非球面専用
に開発された特殊な偏心測定機等（特開平１−２９６１
３２号）で調べるという具合である。上記の方法は、レ
ンズの測定項目一つずつについて別の測定機を用いるた
め、能率が悪く、接触方式の測定機では、被検レンズを
傷つける心配もあり、大量生産品のレンズの検査には適
さなかった。That is, the shapes of the two surfaces (aspherical surface or spherical surface) of the lens processed by molding, precise grinding or the like are measured one by one with a Fizeau interferometer or a contact needle type shape measuring machine, In addition, the center thickness of the lens was inspected with a contact type measuring machine such as a dial gauge, and finally the eccentricity of the two surfaces was developed for a cider type centering machine, a similar method, or an aspherical surface. Special eccentricity measuring machine, etc. (JP-A-1-2961)
No. 32). The above method uses a different measuring instrument for each lens measurement item, so it is inefficient, and contact measuring instruments may damage the lens to be inspected. It wasn't suitable.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、レンズ
の面形状、中心肉厚、偏心はもちろん、レンズ素材の屈
折率の設計値からのズレによって生ずる光線屈折の異常
までも一度の測定で測定し、レンズの合否を判定できる
レンズ総合検査機を提供することである。The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to design the refractive index of the lens material as well as the surface shape of the lens, the central thickness, and the eccentricity. It is an object of the present invention to provide a lens comprehensive inspection machine capable of determining whether a lens is acceptable or not, by measuring even a ray refraction abnormality caused by a deviation from the value in a single measurement.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のレンズ総合検査機は、光源と、該光源からの光束を
２つの光路に分割する光束分割手段と、前記２つの光路
の中、一方の光路中にレンズの製作誤差を求めるための
比較対象として配置された基準レンズと、前記２つの光
路の中の他方の光路中に配置された被検レンズと、前記
基準レンズを透過した一方の光束と前記被検レンズを透
過した他方の光束とを再び合成する光束合成手段と、前
記光束合成手段の後方に少なくとも１つ設けられた結像
手段と、前記結像手段によって形成される干渉縞に基づ
いて位相データを算出する手段、算出された位相データ
から収差量を算出する手段、及び、算出された収差量か
ら前記被検レンズの合否を判定する判定手段を有する演
算手段と、を備えたことを特徴とする縦型マッハツェン
ダー干渉計タイプのものである。A lens comprehensive inspection machine of the present invention for achieving the above object comprises a light source, a light beam splitting means for splitting a light beam from the light source into two optical paths, and the two optical paths, A reference lens arranged as a comparison target for obtaining a manufacturing error of the lens in one optical path, a test lens arranged in the other optical path of the two optical paths, and one passing through the reference lens. Light flux synthesizing means for synthesizing again the light flux of the second light flux and the other light flux transmitted through the lens to be inspected, an image forming means provided at least one behind the light flux synthesizing means, and an interference formed by the image forming means. A means for calculating phase data based on the stripes, a means for calculating an aberration amount from the calculated phase data, and a calculation means having a judgment means for judging whether the lens under test is acceptable or not from the calculated aberration amount. Prepare It is of the vertical type Mach-Zehnder interferometer type according to claim.
【０００６】[0006]
【作用】本発明においては、縦型マッハツェンダー干渉
計を用い、その干渉計の等価の２つの光路に被検レンズ
と基準レンズを配置し、被検レンズの光路で生ずる波面
収差と基準レンズの光路で生ずる波面収差の差を干渉縞
として得て、干渉縞の形を解析して、レンズ面形状、レ
ンズ肉厚、偏心等の値を知るものであるので、１回の測
定で、レンズの肉厚、面曲率、偏心、面形状、脈理等の
誤差によって生じる不良を容易に発見することができ、
レンズの生産性を大幅に向上させることができる。In the present invention, the vertical Mach-Zehnder interferometer is used, and the lens to be inspected and the reference lens are arranged in two equivalent optical paths of the interferometer, and the wavefront aberration generated in the optical path of the lens to be inspected and the reference lens The difference in the wavefront aberration generated in the optical path is obtained as an interference fringe, and the shape of the interference fringe is analyzed to know the values of the lens surface shape, the lens thickness, the eccentricity, and the like. You can easily find defects caused by errors such as wall thickness, surface curvature, eccentricity, surface shape, striae,
The productivity of the lens can be significantly improved.
【０００７】[0007]
【実施例】次に、本発明のレンズ総合検査機を実施例に
基づいて説明する。図１は、本発明の１実施例の全体の
構成を示す図である。このレンズ総合検査機は、基本的
に、マッハツェンダー型の干渉計４に干渉縞解析用の画
像処理用ワークステーション５を組み合せたものであ
る。EXAMPLES Next, a comprehensive lens inspection machine of the present invention will be described based on examples. FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an embodiment of the present invention. This lens comprehensive inspection machine is basically a combination of a Mach-Zehnder interferometer 4 and an image processing workstation 5 for analyzing interference fringes.
【０００８】干渉計４は、レーザー１１からの光を可変
ＮＤフィルター４３を通過させた後、ビームエキスパン
ダー１２によりその径を広げ、明るさ絞り１５を通し
て、ビームスプリッター１６で２つの光路Ｒ、Ｓに分
け、別のビームスプリッター２４でこれらの光路を再び
合成して、スクリーン１０上に干渉縞を結像させるもの
である。The interferometer 4 allows the light from the laser 11 to pass through the variable ND filter 43, then expands the diameter by the beam expander 12, passes through the aperture stop 15, and the beam splitter 16 into two optical paths R and S. Separately, these beam paths are combined again by another beam splitter 24 to form an interference fringe on the screen 10.
【０００９】そして、干渉計４のビームスプリッター１
６で分けられた２つの光路Ｒ、Ｓ上には、それぞれ基準
レンズ６と被検レンズ７とが配置されている。なお、被
検レンズ７が凹レンズの場合には、図示のように、入射
レンズ８、９が２つの光路Ｒ、Ｓ上にバヨネットマウン
ト又はスライダー方式等によって固定される。The beam splitter 1 of the interferometer 4
A reference lens 6 and a lens 7 to be inspected are arranged on the two optical paths R and S divided by 6. When the lens 7 to be inspected is a concave lens, the incident lenses 8 and 9 are fixed on the two optical paths R and S by a bayonet mount or a slider system as shown in the figure.
【００１０】基準レンズ６としては、いくつかの被検レ
ンズの中から、被検レンズ７の設計値に近いレンズを前
述の従来方法等によって見つけ出しておく。あるいは、
精研削加工等によって、設計値に近い精度の良いレンズ
を作り、基準レンズ６として用いてもよい。As the reference lens 6, a lens close to the design value of the lens 7 to be inspected is found from among several lenses to be inspected by the above-mentioned conventional method or the like. Alternatively,
A lens having high accuracy close to the design value may be formed by fine grinding or the like and used as the reference lens 6.
【００１１】干渉計４の２つの光路ＲとＳ上とは全く等
価に作られているので、被検レンズ７の基準レンズ６に
対する光路差、あるいは、より正確には、被検レンズ７
の光路で生ずる波面収差と基準レンズ６の光路で生ずる
波面収差の差が、干渉縞としてスクリーン１０上に結像
されるようになっている。スクリーン１０は、レーザー
のスペックルパターンを避けるため、毎秒数回回転して
いる。この上に形成される干渉縞の形を解析して、レン
ズ面形状、レンズ肉厚、偏心等の値を知ることができる
が、これについては後述する。Since the two optical paths R and S of the interferometer 4 are made to be completely equivalent, the optical path difference of the lens 7 to be measured with respect to the reference lens 6, or more accurately, the lens 7 to be measured.
The difference between the wavefront aberration generated in the optical path of the reference lens 6 and the wavefront aberration generated in the optical path of the reference lens 6 is imaged on the screen 10 as interference fringes. The screen 10 rotates several times per second to avoid laser speckle patterns. By analyzing the shape of the interference fringes formed on this, it is possible to know the values of the lens surface shape, lens thickness, decentering, etc., which will be described later.
【００１２】干渉計４についてさらに説明すると、レー
ザー１１からの光は可変ＮＤフィルター４３を通過した
後、ビームエキスパンダー１２によりその径が広げられ
る。ビームエキスパンダー１２を構成する凸レンズ１３
は、スライド機構等により、焦点距離の異なる２種類又
はそれ以上のものを交換して利用することができる。こ
の凸レンズ１３としては、顕微鏡の対物レンズ等を用い
るとよい。ビームエキスパンダー１２のコリメータ１４
は、焦点距離２００〜５００ｍｍの接合レンズを用いる
とよい。なお、ビームエキスパンダー１２中の符号４４
はピンホールを示す。The interferometer 4 will be further described. The light from the laser 11 is passed through the variable ND filter 43 and then expanded in diameter by the beam expander 12. Convex lens 13 constituting the beam expander 12
Can be used by exchanging two or more kinds having different focal lengths by a slide mechanism or the like. An objective lens of a microscope or the like may be used as the convex lens 13. Collimator 14 of beam expander 12
Is preferably a cemented lens having a focal length of 200 to 500 mm. The reference numeral 44 in the beam expander 12
Indicates a pinhole.
【００１３】ビームエキスパンダー１２の後の明るさ絞
り１５を通った光は、上記のように、ビームスプリッタ
ー１６で２つの光路Ｒ、Ｓに分けられ、それぞれミラー
１７、１８で反射される。一方の光路Ｓのミラー１８に
はピエゾ素子１９が付いており、ミラー１８の角度をわ
ずかに変えることにより、干渉縞をスキャンして、前述
の波面収差の差の付号を含めた値を、３〜８枚の位相の
異なる干渉縞から求めることができる。The light passing through the aperture stop 15 after the beam expander 12 is split into the two optical paths R and S by the beam splitter 16 and reflected by the mirrors 17 and 18, respectively, as described above. A piezo element 19 is attached to the mirror 18 on one of the optical paths S. By slightly changing the angle of the mirror 18, the interference fringes are scanned, and a value including the above-mentioned number of wavefront aberration difference is given as It can be obtained from 3 to 8 interference fringes having different phases.
【００１４】ところで、被検レンズ７が凹レンズの場合
には、入射レンズ９により集光光束として、被験レンズ
７に入射させる。入射レンズ８、９は、開口数（ＮＡ）
の大きい凹レンズでも測定できるように、２種類のもの
がバヨネットマウント等で交換可能になっており、その
１つはＮＡ０．９９６程度、もう１つはＮＡ０．８８程
度である。これらのレンズとしては、特開平４−９８１
１号記載のもの等が用いられる。これらのレンズは、上
記のようにバヨネットマウント等で光路内に設置される
が、２光路Ｒ、Ｓのそれぞれの光軸に対して、偏心なく
設置できるよう、少なくとも一方のレンズには偏心調整
機構が設けられている。偏心調整機構は、バヨネットの
干渉計マウント側に設けてもよいし、レンズのマウント
側に設けてもよいし、両方に設けてもよい。By the way, when the lens 7 to be inspected is a concave lens, it is made to enter the test lens 7 as a condensed light flux by the incident lens 9. The entrance lenses 8 and 9 have a numerical aperture (NA)
In order to be able to measure even a large concave lens, two types can be exchanged with a bayonet mount or the like, one with an NA of about 0.996 and the other with an NA of about 0.88. As these lenses, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-981
Those described in No. 1 are used. These lenses are installed in the optical path by the bayonet mount or the like as described above, but at least one lens has an eccentricity adjusting mechanism so that the lenses can be installed without eccentricity with respect to the respective optical axes of the two optical paths R and S. Is provided. The eccentricity adjusting mechanism may be provided on the interferometer mount side of the bayonet, on the mount side of the lens, or on both sides.
【００１５】入射レンズ８、９は光軸に沿って移動可能
であり、被検凹レンズ７の２面の有効径を十分カバーす
るような最適な光軸上の位置に固定することができる。
その位置は、マグネスケール等のデジタルノギスで直読
できるようになっている。The incident lenses 8 and 9 are movable along the optical axis, and can be fixed at optimal positions on the optical axis that sufficiently cover the effective diameters of the two surfaces of the concave lens 7 to be tested.
Its position can be read directly with a digital caliper such as a Magnescale.
【００１６】また、被検レンズ７と基準レンズ６は、図
２に断面を示すようなレンズホルダー２０に載せられ、
光路中のステージ２１上に置かれる。ステージ２１の基
準面からレンズ７（６）の頂点までの高さＨは、被検レ
ンズ７（６）の種類毎に異なっており、被検レンズ７
（６）の２つの面の有効径を光束が十分覆うことがで
き、かつ、被検レンズ７（６）通過後の光束が集光レン
ズ２３（２２）をケラレることなく通過し、かつ、被検
レンズ７（６）とスクリーン１０とが光学的に共役とな
るような高さＨに選ばれている。したがって、ステージ
２１の高さは、被検レンズ７の種類が変わっても変更す
る必要がないので、取り扱い上便利である。なお、被検
レンズ７用のステージ２１は水平に置かれており、ま
た、図１に上下を示すごとく、４は縦型のマッハツェン
ダー干渉計であるため、レンズホルダー２０、被検レン
ズ７は重力によりステージ２１上に置かれる。基準レン
ズ６側の構造も同様であるが、ステージ２１の基準面は
垂直になるため、基準レンズホルダー２０は基準レンズ
ステージ２１にバネ等で圧着される。また、基準レンズ
６は、基準レンズホルダー２０に接着又は板バネ等で固
定しておくので、垂直の配置でも落ちることはない。The lens 7 to be inspected and the reference lens 6 are mounted on a lens holder 20 whose cross section is shown in FIG.
It is placed on the stage 21 in the optical path. The height H from the reference surface of the stage 21 to the apex of the lens 7 (6) differs depending on the type of the lens 7 (6) to be inspected.
The light flux can sufficiently cover the effective diameters of the two surfaces of (6), and the light flux after passing through the lens 7 (6) to be tested passes through the condenser lens 23 (22) without vignetting, and The height H is selected so that the lens 7 (6) to be tested and the screen 10 are optically conjugated. Therefore, the height of the stage 21 does not need to be changed even if the type of the lens 7 to be inspected changes, which is convenient in handling. The stage 21 for the lens 7 to be inspected is placed horizontally, and as shown in the top and bottom of FIG. 1, 4 is a vertical Mach-Zehnder interferometer, so the lens holder 20 and the lens 7 to be inspected are It is placed on the stage 21 by gravity. The structure on the side of the reference lens 6 is similar, but the reference surface of the stage 21 is vertical, so the reference lens holder 20 is pressed onto the reference lens stage 21 with a spring or the like. Further, since the reference lens 6 is adhered to the reference lens holder 20 or fixed to the reference lens holder 20 by a leaf spring or the like, the reference lens 6 does not fall even in a vertical arrangement.
【００１７】さらに、基準レンズ６と被検レンズ７の後
に配置される集光レンズ２２、２３は固定されており、
これらを通過した光束はビームスプリッター２４で一つ
に合成され、スクリーン１０上に干渉縞を作る。集光レ
ンズ２２、２３としては、入射レンズ８、９と同じレン
ズを用いればよい。Further, the condenser lenses 22 and 23 arranged after the reference lens 6 and the lens 7 to be inspected are fixed,
The light beams that have passed through these are combined into one by the beam splitter 24 to form interference fringes on the screen 10. As the condenser lenses 22 and 23, the same lenses as the incident lenses 8 and 9 may be used.
【００１８】スクリーン１０は、光軸に沿って矢印方向
に調節可能であり、被検レンズ７とスクリーン１０が共
役になる位置の近傍で、かつ、干渉縞の歪曲収差が小さ
くなる位置に設置される。ここで、干渉縞の歪曲収差と
いうのは、図３に被検レンズ７からスクリーン１０に至
る光路図を示すように、被検レンズ７面での光線の間隔
が等間隔でも、つまり、点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅが等間隔
でも、スクリーン１０上でそれらが不等間隔、つまり、
点Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’、Ｅ’が不等間隔になってし
まうことである。これは、被検レンズ７の高さＨとスク
リーン１０の位置、及び、入射レンズ９の光軸上の位置
を最適に選べば、スクリーン１０上でも光線が等間隔に
なるようにすることができる。このためには、全光学系
の光線追跡を行って最適な位置を選べばよい。このと
き、被検レンズ７とスクリーン１０との共役関係は多少
崩れてもよい。The screen 10 can be adjusted in the direction of the arrow along the optical axis, and is installed near the position where the lens 7 to be inspected and the screen 10 are conjugate with each other and at a position where the distortion of interference fringes is small. It Here, the distortion aberration of the interference fringes means that the light rays on the surface of the lens 7 to be inspected are evenly spaced, that is, at the point A as shown in the optical path diagram from the lens 7 to be inspected to the screen 10 in FIG. , B, C, D, and E are evenly spaced, they are not evenly spaced on the screen 10, that is,
That is, the points A ′, B ′, C ′, D ′, and E ′ are unequal intervals. This is because if the height H of the lens 7 to be inspected and the position of the screen 10 and the position of the incident lens 9 on the optical axis are optimally selected, the light rays can be evenly spaced on the screen 10. . For this purpose, ray tracing of the entire optical system may be performed to select an optimum position. At this time, the conjugate relationship between the lens 7 to be inspected and the screen 10 may be somewhat broken.
【００１９】さて、両光路Ｒ、Ｓを通ってきた光はビー
ムスプリッター２４で一緒になり、結像レンズ２５によ
ってスクリーン１０上に干渉縞を作る。結像レンズ２５
は干渉計４のフレームに固定されている。The lights that have passed through both optical paths R and S are combined by the beam splitter 24, and an interference fringe is formed on the screen 10 by the imaging lens 25. Imaging lens 25
Is fixed to the frame of the interferometer 4.
【００２０】結像レンズ２５とスクリーン１０との間に
はアライメント絞り２６がある。この使い方は後述す
る。An alignment diaphragm 26 is provided between the imaging lens 25 and the screen 10. This usage will be described later.
【００２１】干渉縞は補助接写レンズ２７で拡大され
る。補助接写レンズ２７としては、焦点距離５０〜１３
５ｍｍ、Ｆナンバーが４より明るい写真レンズが好適で
ある。補助接写レンズ２７の後方にはＴＶズームレンズ
２８が配置され、補助接写レンズ２７とＴＶズームレン
ズ２８はほぼアフォーカルになっており、ＴＶズームレ
ンズ２８により干渉縞は適当な大きさにされ、ＴＶカメ
ラのＣＣＤ２９上に結像される。アライメント絞り２６
と補助接写レンズ２７とは、スクリーン１０と一体に光
軸方向に移動可能になっている。The interference fringes are magnified by the auxiliary close-up lens 27. The auxiliary close-up lens 27 has a focal length of 50 to 13
A photographic lens having a 5 mm and an F number that is brighter than 4 is suitable. A TV zoom lens 28 is disposed behind the auxiliary close-up lens 27, the auxiliary close-up lens 27 and the TV zoom lens 28 are substantially afocal, and the TV zoom lens 28 makes the interference fringes have an appropriate size. An image is formed on the CCD 29 of the camera. Alignment diaphragm 26
The auxiliary close-up lens 27 and the screen 10 are movable together with the screen 10 in the optical axis direction.
【００２２】ＣＣＤ２９からの信号は縞解析装置５に入
力し、ここで干渉縞が解析されて、被検レンズ７の各種
寸法、公差が明らかになり、合格・不合格が判定され
る。The signal from the CCD 29 is input to the fringe analysis device 5, where the interference fringes are analyzed, various dimensions and tolerances of the lens 7 under test are clarified, and pass / fail is determined.
【００２３】また、干渉縞は、テレビモニター３０でリ
アルタイムで観測することができる。そのために、テレ
ビモニター３０はＴＶカメラからのＮＴＳＣ信号をその
まま取り込んでいる。カラーディスプレイ３１には、画
像処理後の結果が表示される。The interference fringes can be observed on the television monitor 30 in real time. Therefore, the TV monitor 30 takes in the NTSC signal from the TV camera as it is. The color display 31 displays the result after image processing.
【００２４】以上が概略の動作説明であるが、明るさ絞
り１５は、被検レンズ７となるべく共役な位置４５に置
くのがよい。図１の例では、ビームエキスパンダー１２
の凸レンズ１３とコリメータ１４の間がそれに当たる。
なぜなら、凹レンズ測定時、干渉縞のサイズはこの絞り
１５の径で決まるからである。Although the outline of the operation has been described above, it is preferable that the aperture stop 15 is placed at a position 45 as conjugate as possible with the lens 7 to be inspected. In the example of FIG. 1, the beam expander 12
It is between the convex lens 13 and the collimator 14.
This is because the size of the interference fringe is determined by the diameter of the diaphragm 15 when measuring the concave lens.
【００２５】次に、被検レンズ７の検査を始めるに当た
っての操作手順を述べる。まず、光路Ｓ中のシャッター
３２を閉じ、光路Ｒ中のシャッター３３を開き、基準レ
ンズ６をステージ２１の上に置く。この時、レンズ６の
中心が干渉計光軸の中心と一致するようにするために、
アライメント絞り２６を開閉して、スクリーン１０上に
映るレンズ６を通った光束の像（明るい円盤）が絞り２
６の開閉と共に均等にケラレるように、基準レンズ６の
ステージ２１の微動調節を行う。Next, an operation procedure for starting the inspection of the lens 7 to be inspected will be described. First, the shutter 32 in the optical path S is closed, the shutter 33 in the optical path R is opened, and the reference lens 6 is placed on the stage 21. At this time, in order to make the center of the lens 6 coincide with the center of the optical axis of the interferometer,
The alignment diaphragm 26 is opened and closed, and the image of the light flux (bright disc) passing through the lens 6 on the screen 10 is displayed on the diaphragm 2.
Fine movement adjustment of the stage 21 of the reference lens 6 is performed so that vignetting is uniformly performed when the lens 6 is opened and closed.
【００２６】次に、光路Ｓ中のシャッター３２を開き、
被検レンズ７をレンズホルダー２０と共にステージ２１
上に置く。Next, the shutter 32 in the optical path S is opened,
The lens 7 to be inspected together with the lens holder 20 and the stage 21
put on top.
【００２７】図４は、ステージ２１、レンズホルダー２
０を光軸後方から見た図で、ステージ２１上にはＶ字形
の溝を持つ支え３４があり、レンズホルダー２０の外周
を支えつつ、レンズホルダー２０を光軸回りに回転させ
ることができる。レンズホルダー２０を回転させて被検
レンズ７を回した時、被検レンズ７と基準レンズ６との
干渉でできる干渉縞の形が、被検レンズ７の回転と共に
形を変えずに回るように、ステージ２１の微動調節を行
う。このようにして、レンズホルダー２０の回転中心が
光軸上にくるようにすることができる。以上で、初期設
定は終了である。FIG. 4 shows the stage 21 and the lens holder 2.
In a view of 0 viewed from the rear side of the optical axis, there is a support 34 having a V-shaped groove on the stage 21, and the lens holder 20 can be rotated around the optical axis while supporting the outer periphery of the lens holder 20. When the lens holder 20 is rotated to rotate the lens 7 to be inspected, the shape of the interference fringes formed by the interference between the lens 7 to be inspected and the reference lens 6 rotates without changing the shape as the lens 7 to be inspected rotates. , Fine adjustment of the stage 21 is performed. In this way, the center of rotation of the lens holder 20 can be located on the optical axis. This is the end of the initial setting.
【００２８】次に、生産レンズの検査に入る。ステージ
２１からレンズホルダー２０を取り出し、レンズホルダ
ー２０に被検レンズ７を入れ、支え３４に突き当てる。
この時、ステージ２１の光軸方向（Ｚ方向）微動ネジを
動かして、干渉縞がヌルフリンジに近づくようにしても
よいが、光軸と直交する方向の微動ネジは動かさない。
これが本レンズ総合検査機の特徴である。このため、１
個のレンズの検査毎に、従来、毎回微動ネジをＸ、Ｙ、
Ｚの３軸について動かしていたアライメント操作が簡略
化され、高速にレンズの検査をすることができる。Next, the production lens is inspected. The lens holder 20 is taken out from the stage 21, the lens 7 to be inspected is put in the lens holder 20, and the lens holder 20 is abutted against the support 34.
At this time, the fine movement screw in the optical axis direction (Z direction) of the stage 21 may be moved so that the interference fringes approach the null fringe, but the fine movement screw in the direction orthogonal to the optical axis is not moved.
This is the feature of this lens comprehensive inspection machine. Therefore, 1
Conventionally, every time the lens is inspected, the fine movement screw is
The alignment operation that has been moving about the three axes of Z is simplified, and the lens can be inspected at high speed.
【００２９】次に、干渉縞の形から被検レンズ７の諸検
査項目を検査する方法について述べる。Next, a method of inspecting various inspection items of the lens 7 to be inspected from the shape of the interference fringes will be described.
【００３０】ミラー１８の微動によりフリンジスキャン
を行って得た複数の干渉縞から、位相データ（波面収差
の差に相当するデータ）が得られる。これは、フリンジ
スキャンと呼ばれる技術である。この解析から、レンズ
諸検査項目のデータを得る方法を次に説明する。Phase data (data corresponding to the difference in wavefront aberration) is obtained from a plurality of interference fringes obtained by performing a fringe scan by fine movement of the mirror 18. This is a technique called fringe scan. A method for obtaining data of various lens inspection items from this analysis will be described below.
【００３１】図６にレンズ合否判定のフローチャートを
示す。まず、ステップ１で上記のように測定して、ステ
ップ２で位相データを得る。位相データをＷ（ρ，θ）
で表す。これを、ステップ３でツェルニケ（Ｚｅｒｎｉ
ｋｅ）の多項式で展開する。例えば、３次までのツェル
ニケ多項式で展開すればよい。この定義は、汎用レンズ
設計プログラム“ＣｏｄｅＶ”で用いられているものと
同じである。FIG. 6 shows a flow chart of lens pass / fail judgment. First, in step 1, measurement is performed as described above, and in step 2, phase data is obtained. Phase data is W (ρ, θ)
It is represented by. This is the Zernike (Zernike) in step 3.
It is expanded by the polynomial of ke). For example, the Zernike polynomials up to the third degree may be used for expansion. This definition is the same as that used in the general-purpose lens design program "CodeV".
【００３２】 Ｚn はｆn の係数である。[0032] Z n is a coefficient of f n .
【００３３】次に、ステップ４で、３次のザイデル収差
をツェルニケ多項式の係数から求める。Next, in step 4, the third-order Seidel aberration is obtained from the coefficient of the Zernike polynomial.
【００３４】 次に、ステップ５で、求めたザイデル係数から、球面収
差が許容できるか否かを判断する。ここで、球面収差は
主にレンズの肉厚誤差、又は、レンズの曲率誤差で生ず
る。したがって、シミュレーションによって、レンズの
許容肉厚誤差、又は、許容曲率誤差で生ずる球面収差係
数を求めておいて、その値より測定から得た球面収差が
大きければ、不合格とする。[0034] Next, in step 5, it is determined from the determined Seidel coefficient whether or not spherical aberration is allowable. Here, the spherical aberration mainly occurs due to a thickness error of the lens or a curvature error of the lens. Therefore, the allowable spherical thickness error of the lens or the spherical aberration coefficient caused by the allowable curvature error is obtained by simulation, and if the spherical aberration obtained from the measurement is larger than that value, it is rejected.
【００３５】次に、ティルトとコマ収差と非点収差は、
レンズの面の偏心によって生じるので、ステップ６で、
この３つの収差（あるいは、この中の１つ又は２つの収
差）の解析から、レンズの２つの面の光軸に対する偏心
を計算し、ステップ７で、計算により得られた偏心が許
容できるか否かを判断する。Next, the tilt, coma and astigmatism are
It is caused by the decentering of the lens surface, so in step 6,
From the analysis of these three aberrations (or one or two of them), the eccentricity of the two surfaces of the lens with respect to the optical axis is calculated, and in step 7, whether or not the eccentricity obtained by the calculation is acceptable. To judge.
【００３６】ここで、この偏心の計算について述べる。
非球面レンズの２つの面を通過した光束による干渉縞
を、図１の装置で測定することができるので、レンズ肉
厚と２つの面の形状が設計値に比較的近いと仮定すれ
ば、干渉縞の解析により、各面の干渉計光軸に対する、
偏心と方位、傾きと方位を求めることが可能である。干
渉縞をツェルニケ多項式で３次収差の範囲で解析した
時、偏心情報は、ｘ、ｙ各方向のティルト：Ｚ2 、
Ｚ3 、ｘ、ｙ各方向の非点収差：Ｚ5 、Ｚ6 、ｘ、ｙ各
方向のコマ収差：Ｚ7 、Ｚ8 の独立した６つの成分に含
まれるから、１つのレンズの中の一方の面だけが非球面
のレンズであれば、非球面のｘ、ｙ方向の偏心：δAX,
δAY、非球面のｘ、ｙ方向の傾き：εAX, εAY、球面の
ｘ、ｙ方向の偏心：δSX, δSYの６つの未知数を連立方
程式を解くことによって、求めることができる。Here, the calculation of this eccentricity will be described.
Since the interference fringes due to the light flux that has passed through the two surfaces of the aspherical lens can be measured by the device of FIG. 1, assuming that the lens thickness and the shapes of the two surfaces are relatively close to the design values, the interference By the analysis of the fringes, with respect to the interferometer optical axis of each surface,
It is possible to obtain the eccentricity and direction, and the tilt and direction. When the interference fringes are analyzed by the Zernike polynomial in the range of the third-order aberration, the eccentricity information is tilt in each of the x and y directions: Z 2 ,
Astigmatism in Z 3 , x, y directions: Z 5 , Z 6 , coma in x, y directions: included in 6 independent components of Z 7 , Z 8 If only one surface is an aspherical lens, decentering the aspherical surface in the x and y directions: δ AX,
Six unknowns of δ AY , inclination of aspherical surface in x and y directions: ε AX, ε AY , eccentricity of spherical surface in x and y directions: δ SX, δ SY can be obtained by solving simultaneous equations.
【００３７】つまり、That is,
【００３８】[0038]
【数１】 [Equation 1]
【００３９】・・・式（２）を解けばよいのである。こ
の中、Ｚ2 〜Ｚ8 は、式（１）を用いて干渉縞の解析に
よって求められる。The equation (2) should be solved. Among them, Z 2 to Z 8 are obtained by analysis of interference fringes using the equation (1).
【００４０】偏微分係数は、コンピュータシミュレーシ
ョンプログラム（例えば、“ＣｏｄｅＶ”）を用いて求
める。The partial differential coefficient is obtained by using a computer simulation program (for example, "CodeV").
【００４１】式（２）の右辺の行列［Ｍ］の成分につい
て並べると、下式（３）のように、独立な成分は９つだ
けである。When the components of the matrix [M] on the right side of the equation (2) are arranged, there are only nine independent components as shown in the following equation (3).
【００４２】[0042]
【数２】 [Equation 2]
【００４３】・・・式（３）これは、レンズが軸対称な
ので、当然の結果である。非点収差の項は、そのｘ成分
がｙ方向偏心で生ずることに注意してほしい。Equation (3) This is a natural result because the lens is axially symmetric. Note that the astigmatic term has its x component occurring at y direction eccentricity.
【００４４】ティルトとコマ収差だけから偏心を求める
場合も同様である（ただし、未知数は４つに減る。）。The same applies when the eccentricity is obtained only from the tilt and the coma aberration (however, the number of unknowns is reduced to four).
【００４５】図６に戻って、次に、ステップ８で、位相
データから３次収差で展開した成分を引き去る。する
と、残った収差は、不定形のレンズ面の製作誤差、ある
いは、ガラス又はプラスチック等のレンズ素材の脈理に
よって生ずるものである。Returning to FIG. 6, next, in step 8, the component developed by the third-order aberration is subtracted from the phase data. Then, the remaining aberration is caused by the manufacturing error of the irregular lens surface or the striae of the lens material such as glass or plastic.
【００４６】したがって、この残った収差の自乗平均
（Ｒ．Ｍ．Ｓ．）あるいは最大値と最小値の差（Ｐ．
Ｖ．値）に、限界値を設定しておけば、これらの製作誤
差による不良レンズを発見することができる。この判定
を次のステップ９で行う。Therefore, the root mean square (RMS) of the remaining aberration or the difference between the maximum value and the minimum value (P.
V. If a limit value is set for (value), a defective lens due to these manufacturing errors can be found. This determination is made in the next step 9.
【００４７】なお、上記では、フリンジスキャンによる
位相データの解析で合否を判定したが、１枚の干渉縞の
形から眼視によってティルト、コマ、球面収差等の成分
を読み取ることも慣れればできるので、高速、簡単に合
否が判定できる。In the above, the pass / fail judgment is made by analyzing the phase data by the fringe scan, but it is also possible to read components such as tilt, coma and spherical aberration visually from the shape of one interference fringe because it becomes familiar. High speed, easy pass / fail judgment.
【００４８】次に、本発明の別の改良例について説明す
る。干渉計本体は、アルミ又は鉄等の板材の組み合せ、
鋳物で作るのが一般的であるが、温度変化に弱い欠点が
ある。そこで、カーボンファイバー材（商品名：グラノ
ック（日本石油（株）製）、石油ピッチ系炭素繊維）等
を用いれば、温度に対する膨張係数がほとんど０のた
め、温度が変化しても狂いの出ない干渉計を作ることが
できる。Next, another improved example of the present invention will be described. The interferometer body is a combination of plate materials such as aluminum or iron,
It is generally made of cast metal, but it has the drawback of being weak against temperature changes. Therefore, if a carbon fiber material (trade name: Granoc (manufactured by Nippon Oil Co., Ltd.), petroleum pitch-based carbon fiber) or the like is used, the expansion coefficient with respect to temperature is almost 0, so that there is no error even if the temperature changes. You can make an interferometer.
【００４９】図７、図８は、被検レンズ７のホルダーに
形状記憶合金でできたリング３５を用いた例を示すもの
で、図７は平面図、図８は側面図である。図４のホルダ
ー２０のように、被検レンズ７をホルダー２０の穴の中
に入れると、穴とレンズのガタで偏心が起き、測定の誤
差が生じる。これを解決したのが図７〜８の例で、ヒー
ター３６によってリング３５の温度が上昇すると、リン
グ３５が広がり、レンズ７を取り出すことができる。電
源を切り、リング３５の温度が下がると、リング３５が
縮まり、レンズ７が固定される。この状態で測定すれば
よい。低温時のリング３５の形の中心と光軸の中心とを
一致させておけば、ガタによる偏心の影響のない測定が
できる。なお、温度の上下とリング３５の形状の変化と
は、上述の逆にしてもよい。7 and 8 show an example in which a ring 35 made of a shape memory alloy is used for the holder of the lens 7 to be inspected. FIG. 7 is a plan view and FIG. 8 is a side view. When the lens 7 to be inspected is put into the hole of the holder 20 as in the holder 20 of FIG. 4, eccentricity occurs due to the play between the hole and the lens, resulting in a measurement error. The example of FIGS. 7 to 8 solves this problem. When the temperature of the ring 35 is increased by the heater 36, the ring 35 expands and the lens 7 can be taken out. When the power is turned off and the temperature of the ring 35 decreases, the ring 35 contracts and the lens 7 is fixed. It suffices to measure in this state. If the center of the shape of the ring 35 and the center of the optical axis at the time of low temperature are made to coincide with each other, it is possible to perform measurement without the influence of eccentricity due to backlash. Note that the temperature rise and fall and the change in the shape of the ring 35 may be reversed.
【００５０】次に、干渉計の精度を向上させるための方
法について述べる。マッハツェンダー型干渉計では、２
光路の波面収差の差が測定誤差となって出てくる。これ
は、画像処理時に補正してやればよい。図９にこのとき
のフローチャートを示す。このフローチャートから処理
は明らかであるので、説明は省く。Next, a method for improving the accuracy of the interferometer will be described. 2 for Mach-Zehnder interferometer
The difference in wavefront aberration of the optical path comes out as a measurement error. This may be corrected at the time of image processing. FIG. 9 shows a flowchart at this time. Since the processing is clear from this flowchart, its explanation is omitted.
【００５１】この考え方は、さらに基準レンズ６の設計
値からのズレの補正にも用いることができる。This concept can also be used to correct the deviation from the design value of the reference lens 6.
【００５２】接触式の形状測定機等で、基準レンズ６の
形状の設計値からのズレΔが分かっていれば、これによ
って生ずる波面収差Ｗ0 は、 Ｗ0 ＝Δ（ｎ−１）／λ ・・・式（４） である。ｎはレンズの屈折率で、λはレーザー光源の波
長である。したがって、式（４）で求まるＷ0 を計算し
ておき、図９のフローチャートのに書き込めば、基準
レンズの設計値からのズレが補正されて、高精度の判定
ができる。If the deviation Δ from the design value of the shape of the reference lens 6 is known by a contact type shape measuring instrument or the like, the wavefront aberration W 0 caused by this is W 0 = Δ (n-1) / λ ... Equation (4). n is the refractive index of the lens, and λ is the wavelength of the laser light source. Therefore, if W 0 obtained by the equation (4) is calculated and written in the flowchart of FIG. 9, the deviation from the design value of the reference lens is corrected, and highly accurate determination can be performed.
【００５３】それどころか、この方法をさらに拡張し
て、基準レンズ６に、被検レンズ７の形状に近いが形が
異なるレンズを用いることもできる。Δを測定し、Ｗ0
を式（４）で計算しておけばよいのである。On the contrary, this method can be further expanded to use as the reference lens 6 a lens which is close to the shape of the lens 7 to be inspected but has a different shape. Δ is measured and W 0
Is calculated by the equation (4).
【００５４】この場合、基準レンズ６に球面レンズを用
いて、被検レンズ７に非球面レンズを用いることも可能
になる。In this case, a spherical lens can be used as the reference lens 6 and an aspherical lens can be used as the lens 7 to be tested.
【００５５】図６のフローチャートでは、フリンジスキ
ャンによって求めた位相データから３次収差を求めて、
それからレンズの偏心量が求まることを示したが、さら
に精密に行う場合は、次のようにする。In the flowchart of FIG. 6, the third-order aberration is obtained from the phase data obtained by the fringe scan,
Then, it was shown that the amount of eccentricity of the lens can be obtained.
【００５６】そのフローチャートを図１０示す。Δｒ＝
（Δｘ，Δｙ）だけ、被検レンズ７を微動させ、図６の
偏心測定を繰り返す。統計平均をとることにより、１回
だけの測定から求めるのに比べて、精度の良いデータが
得られる。The flowchart is shown in FIG. Δr =
The test lens 7 is slightly moved by (Δx, Δy), and the eccentricity measurement of FIG. 6 is repeated. By taking the statistical average, more accurate data can be obtained as compared with the case where the measurement is performed only once.
【００５７】なお、図６、図９、図１０何れの例でも、
波面収差としてはザイデルの３次収差に限らず、５次、
７次、９次等、高次の波面収差を用いてもよい。その場
合、精度がより向上する。In any of the examples shown in FIGS. 6, 9 and 10,
The wavefront aberration is not limited to Seidel's third-order aberration, but fifth-order
Higher-order wavefront aberrations such as 7th and 9th orders may be used. In that case, the accuracy is further improved.
【００５８】また、図６、図９、図１０の例で用いる一
連の解析ソフトは、ユーザー側でプログラム可能にして
おくとよい。これは、簡単なインタープリターをＣ言語
等で作成して、ワークステーションにインストールして
おき、ワークステーションのキーボードからユーザーが
プログラムを入力すると、それに従って一連の解析が行
われる。The series of analysis software used in the examples of FIGS. 6, 9, and 10 may be programmable by the user. This is because a simple interpreter is created in C language or the like, installed in a workstation, and when a user inputs a program from the keyboard of the workstation, a series of analyzes are performed according to the program.
【００５９】図１１は、レンズの自動搬送機３７と本発
明の検査機とを組み合せた例を示す斜視図で、図６、図
９、図１０等のフローチャートによる画像処理を用いた
自動判定により、無人のレンズ合否判定が可能となる。
この場合、各レンズの外径を干渉計光軸の中心に位置決
めすることが必要となるが、位置決め用のセンサー３８
により所定の位置に±１μｍ程度の精度で設定すること
ができる。位置決め用センサー３８としては、顕微鏡に
ＴＶカメラを組み合せたものが考えられる。その外、接
触式の位置センサー等を用いてもよい。FIG. 11 is a perspective view showing an example in which the automatic lens conveyer 37 and the inspecting machine of the present invention are combined. By automatic judgment using image processing according to the flow charts of FIG. 6, FIG. 9 and FIG. Therefore, it becomes possible to judge whether or not the lens is unattended.
In this case, it is necessary to position the outer diameter of each lens at the center of the optical axis of the interferometer.
Thus, it is possible to set at a predetermined position with an accuracy of about ± 1 μm. As the positioning sensor 38, a combination of a microscope and a TV camera can be considered. Besides, a contact type position sensor or the like may be used.
【００６０】また、レンズホルダー２０には、図４、図
５に４６で示すように、空気抜き用の穴を何カ所かにあ
け、それに網を張っておくとよい。網を張るのは、被検
レンズ７がこの穴から下へ落下するのを防止するためで
ある。図５は図４を光軸を含む断面で切った図であり、
空気抜きの穴４６によって、ステージ２１にホルダー２
０を載せた時、被検レンズ７がホルダー２０から飛び出
るのを防止できる。Further, as shown by 46 in FIGS. 4 and 5, the lens holder 20 may be provided with air vent holes at several places and a net may be stretched over the holes. The reason why the net is stretched is to prevent the lens 7 to be inspected from falling down from this hole. FIG. 5 is a view of FIG. 4 taken along a section including the optical axis,
The holder 2 is attached to the stage 21 by the air vent hole 46.
It is possible to prevent the lens 7 to be inspected from popping out of the holder 20 when 0 is placed.
【００６１】レンズホルダーとしては、図２、図４に示
したものの外、図１２に示すように、透明なガラス板３
９で作り、その上に被検レンズ７を載せてもよい。図
中、４０はレンズ７の周囲を支えるリングで、支え難い
直径の小さなレンズの場合に有効である。As the lens holder, in addition to those shown in FIGS. 2 and 4, as shown in FIG. 12, a transparent glass plate 3 is used.
The lens 7 to be inspected may be placed on top of it. In the figure, 40 is a ring for supporting the periphery of the lens 7, which is effective for a lens having a small diameter which is difficult to support.
【００６２】また、図１３のように、レンズホルダーの
代わりに、Ｖ溝４１でレンズ７を受けるようにしてもよ
い。この時、支えられたレンズ７の光軸中心が干渉計光
軸の中心と一致するようにしておく必要がある。なお、
Ｖ溝４１はステージ２１の上に載せて使用する。Further, as shown in FIG. 13, the lens 7 may be received by the V groove 41 instead of the lens holder. At this time, the center of the optical axis of the supported lens 7 needs to be aligned with the center of the optical axis of the interferometer. In addition,
The V groove 41 is placed on the stage 21 for use.
【００６３】図１４は、Ｖ溝４１の変形で、丸味をもっ
たガイド４２でレンズ７を受け、干渉縞を観測する例で
ある。被検レンズ７をガイド４２に沿って送ることで、
次から次へと測定できるので、便利である。ガイド４２
の隅で受けたレンズ７の光軸と干渉計光軸とが一致する
ように、ガイド４２の位置を決めておく。FIG. 14 shows an example in which the V-shaped groove 41 is deformed and the lens 7 is received by the rounded guide 42 to observe interference fringes. By sending the lens 7 to be tested along the guide 42,
It is convenient because you can measure one after another. Guide 42
The position of the guide 42 is determined so that the optical axis of the lens 7 received at the corner of the and the optical axis of the interferometer coincide with each other.
【００６４】干渉縞をＣＣＤ２９で撮影する場合、図１
５のように、干渉縞の密な方向がＣＣＤ２９の対角方向
になるように、レンズホルダー２０を回転させて合否判
定を行うとよい。その理由は、ＣＣＤ２９のナイキスト
限界は図１６のようになるので、対角方向の方がより細
かい周波数の縞までエリアジングを起こすことなく検出
できるからである。図１６において、Ｐx はＣＣＤ２９
の水平方向ピッチ、Ｐy はＣＣＤ２９の垂直方向ピッ
チ、Ｕx はＣＣＤ２９の水平方向像面周波数、Ｕy はＣ
ＣＤ２９の垂直方向像面周波数である。When the interference fringes are photographed by the CCD 29, as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, it is preferable to rotate the lens holder 20 so that the pass / fail judgment is performed so that the direction in which the interference fringes are dense becomes the diagonal direction of the CCD 29. The reason for this is that the Nyquist limit of the CCD 29 is as shown in FIG. 16, and it is possible to detect even finer frequency stripes in the diagonal direction without causing aliasing. In FIG. 16, P x is the CCD 29
In the horizontal direction, P y is the vertical pitch of the CCD 29, U x is the horizontal image plane frequency of the CCD 29, and U y is C
This is the vertical image plane frequency of the CD 29.
【００６５】以上、本発明のレンズ総合検査機をいくつ
かの実施例に基づいて説明したが、本発明はこれら実施
例に限定されず種々の変形が可能である。The overall lens inspection machine of the present invention has been described above based on several embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments and various modifications are possible.
【００６６】[0066]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のレンズ総合検査機によると、縦型マッハツェンダー干
渉計を用い、その干渉計の等価の２つの光路に被検レン
ズと基準レンズを配置し、被検レンズの光路で生ずる波
面収差と基準レンズの光路で生ずる波面収差の差を干渉
縞として得て、干渉縞の形を解析して、レンズ面形状、
レンズ肉厚、偏心等の値を知るものであるので、１回の
測定で、レンズの肉厚、面曲率、偏心、面形状、脈理等
の誤差によって生じる不良を容易に発見することがで
き、レンズの生産性を大幅に向上させることができる。As is apparent from the above description, according to the lens comprehensive inspection apparatus of the present invention, the vertical Mach-Zehnder interferometer is used, and the test lens and the reference lens are provided in two equivalent optical paths of the interferometer. By arranging, the difference between the wavefront aberration generated in the optical path of the lens under test and the wavefront aberration generated in the optical path of the reference lens is obtained as an interference fringe, the shape of the interference fringe is analyzed, and the lens surface shape,
Since it knows the values of lens thickness, eccentricity, etc., it is possible to easily find defects caused by errors in lens thickness, surface curvature, eccentricity, surface shape, striae, etc. in one measurement. The lens productivity can be greatly improved.
【図１】本発明のレンズ総合検査機の１実施例の全体の
構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an embodiment of a lens comprehensive inspection machine of the present invention.
【図２】被検レンズと基準レンズの取り付け構造を示す
断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a mounting structure of a test lens and a reference lens.
【図３】被検レンズからスクリーンに至る光路図であ
る。FIG. 3 is an optical path diagram from a lens to be inspected to a screen.
【図４】ステージとレンズホルダーを光軸後方から見た
図である。FIG. 4 is a diagram of a stage and a lens holder as viewed from the rear of the optical axis.
【図５】図４を光軸を含む断面で切った図である。FIG. 5 is a view of FIG. 4 taken along a section including the optical axis.
【図６】レンズ合否判定のフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart of lens acceptance / rejection determination.
【図７】被検レンズのホルダーの別の例を示す平面図で
ある。FIG. 7 is a plan view showing another example of the holder of the lens to be inspected.
【図８】図７の例の側面図である。FIG. 8 is a side view of the example of FIG.
【図９】変形例のレンズ合否判定のフローチャートであ
る。FIG. 9 is a flowchart of a lens pass / fail determination according to a modified example.
【図１０】レンズ合否判定の別の例のフローチャートで
ある。FIG. 10 is a flowchart of another example of lens acceptance / rejection determination.
【図１１】レンズの自動搬送機と本発明の検査機とを組
み合せた例を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing an example of a combination of an automatic lens carrier and the inspection machine of the present invention.
【図１２】レンズホルダーの別の例を示す側面図であ
る。FIG. 12 is a side view showing another example of the lens holder.
【図１３】レンズホルダーのさらに別の例を示す平面図
である。FIG. 13 is a plan view showing still another example of the lens holder.
【図１４】レンズホルダーのさらにもう１つの例を示す
平面図である。FIG. 14 is a plan view showing still another example of the lens holder.
【図１５】干渉縞とＣＣＤの向きの関係を示す図であ
る。FIG. 15 is a diagram showing a relationship between interference fringes and a CCD orientation.
【図１６】ＣＣＤのナイキスト限界を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a Nyquist limit of a CCD.
４…マッハツェンダー型干渉計 ５…画像処理用ワークステーション（縞解析装置） ６…基準レンズ ７…被検レンズ ８、９…入射レンズ １０…スクリーン １１…レーザー １２…ビームエキスパンダー １３…凸レンズ １４…コリメータ １５…明るさ絞り １６…ビームスプリッター １７、１８…ミラー １９…ピエゾ素子 ２０…レンズホルダー ２１…ステージ ２２、２３…集光レンズ ２４…ビームスプリッター ２５…結像レンズ ２６…アライメント絞り ２７…補助接写レンズ ２８…ＴＶズームレンズ ２９…ＣＣＤ ３０…テレビモニター ３１…カラーディスプレイ ３２、３３…シャッター ３４…Ｖ字形溝の支え ３５…形状記憶合金製リング ３６…ヒーター ３７…レンズ自動搬送機 ３８…位置決め用センサー ３９…ガラス板 ４０…支えリング ４１…Ｖ溝 ４２…ガイド ４３…可変ＮＤフィルター ４４…ピンホール ４５…被検レンズと共役な位置 ４６…空気抜き用穴 4 ... Mach-Zehnder interferometer 5 ... Image processing workstation (fringe analysis device) 6 ... Reference lens 7 ... Test lens 8, 9 ... Incident lens 10 ... Screen 11 ... Laser 12 ... Beam expander 13 ... Convex lens 14 ... Collimator 15 ... Brightness diaphragm 16 ... Beam splitter 17, 18 ... Mirror 19 ... Piezo element 20 ... Lens holder 21 ... Stage 22, 23 ... Condensing lens 24 ... Beam splitter 25 ... Imaging lens 26 ... Alignment diaphragm 27 ... Auxiliary close-up lens 28 ... TV zoom lens 29 ... CCD 30 ... TV monitor 31 ... Color display 32, 33 ... Shutter 34 ... V-shaped groove support 35 ... Shape memory alloy ring 36 ... Heater 37 ... Automatic lens carrier 38 ... Positioning sensor 39 … Glass plate 40… Swell 41 ... V grooves 42 ... Guide 43 ... variable ND filter 44 ... pinhole 45 ... target lens position conjugate with 46 ... hole for air vent
Claims (1)
に分割する光束分割手段と、前記２つの光路の中、一方
の光路中にレンズの製作誤差を求めるための比較対象と
して配置された基準レンズと、前記２つの光路の中の他
方の光路中に配置された被検レンズと、前記基準レンズ
を透過した一方の光束と前記被検レンズを透過した他方
の光束とを再び合成する光束合成手段と、前記光束合成
手段の後方に少なくとも１つ設けられた結像手段と、前
記結像手段によって形成される干渉縞に基づいて位相デ
ータを算出する手段、算出された位相データから収差量
を算出する手段、及び、算出された収差量から前記被検
レンズの合否を判定する判定手段を有する演算手段と、
を備えたことを特徴とする縦型マッハツェンダー干渉計
タイプのレンズ総合検査機。1. A light source, a light beam splitting means for splitting a light beam from the light source into two optical paths, and one of the two optical paths is arranged as a comparison object for obtaining a manufacturing error of a lens. And the reference lens, the lens to be inspected arranged in the other optical path of the two optical paths, and one light beam transmitted through the reference lens and the other light beam transmitted through the lens to be inspected again. Light flux combining means, at least one image forming means provided behind the light flux combining means, means for calculating phase data based on interference fringes formed by the image forming means, aberration from the calculated phase data Means for calculating the amount, and calculation means having a determination means for determining whether the lens under test is acceptable or not from the calculated aberration amount,
A vertical type Mach-Zehnder interferometer type lens comprehensive inspection machine characterized by being equipped with.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25651392A JP3206984B2 (en) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | Lens inspection machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25651392A JP3206984B2 (en) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | Lens inspection machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06109582A true JPH06109582A (en) | 1994-04-19 |
| JP3206984B2 JP3206984B2 (en) | 2001-09-10 |
Family
ID=17293673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25651392A Expired - Fee Related JP3206984B2 (en) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | Lens inspection machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3206984B2 (en) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0961291A (en) * | 1995-08-29 | 1997-03-07 | Asahi Optical Co Ltd | Apparatus for testing optical parts |
| JPH0961292A (en) * | 1995-08-29 | 1997-03-07 | Asahi Optical Co Ltd | Apparatus for testing optical parts |
| JPH0972823A (en) * | 1995-09-06 | 1997-03-18 | Asahi Optical Co Ltd | Optical-member inspection apparatus |
| JP2000241128A (en) * | 1998-12-25 | 2000-09-08 | Olympus Optical Co Ltd | Plane-to-plane space measuring apparatus |
| JP2002357508A (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-13 | Olympus Optical Co Ltd | Lens inspection method |
| JP2004528130A (en) * | 2001-04-18 | 2004-09-16 | ボシュ・アンド・ロム・インコーポレイテッド | Objective measurement of eye refraction |
| JP2005308725A (en) * | 2004-03-26 | 2005-11-04 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Device for inspecting defect in transparent plate |
| JP2005345288A (en) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Olympus Corp | Mach-zehnder interferometer and inspection method of optical element by mach-zehnder interferometer |
| US7133225B1 (en) | 2004-10-18 | 2006-11-07 | Carl Zeiss Smt Ag | Method of manufacturing an optical system |
| JP2008102156A (en) * | 2008-01-16 | 2008-05-01 | Olympus Corp | Optical system for optical characteristic evaluation device |
| JP2010014463A (en) * | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Olympus Corp | Method of measuring optical element and method of manufacturing optical element |
| JP2010060493A (en) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Hoya Corp | Method of evaluating shape of aspheric lens |
| JP2012013686A (en) * | 2010-06-02 | 2012-01-19 | Tochigi Nikon Corp | Interferometer |
| CN103293879A (en) * | 2013-06-20 | 2013-09-11 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | Objective wave aberration detection system |
| JP2014020881A (en) * | 2012-07-17 | 2014-02-03 | Olympus Corp | Lens inspection device and lens inspection method |
| JP2016038217A (en) * | 2014-08-05 | 2016-03-22 | 株式会社 清原光学 | Lens or mirror inspection device and inspection method thereof |
| JP2022537803A (en) * | 2019-06-07 | 2022-08-30 | フォーガル ナノテック | Apparatus and method for measuring interfaces of optical elements |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102262511B1 (en) * | 2019-10-16 | 2021-06-09 | 주식회사 옵트론텍 | Temperature tunable lens zig and lens measurement apparatus having the same |
-
1992
- 1992-09-25 JP JP25651392A patent/JP3206984B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0961291A (en) * | 1995-08-29 | 1997-03-07 | Asahi Optical Co Ltd | Apparatus for testing optical parts |
| JPH0961292A (en) * | 1995-08-29 | 1997-03-07 | Asahi Optical Co Ltd | Apparatus for testing optical parts |
| JPH0972823A (en) * | 1995-09-06 | 1997-03-18 | Asahi Optical Co Ltd | Optical-member inspection apparatus |
| JP2000241128A (en) * | 1998-12-25 | 2000-09-08 | Olympus Optical Co Ltd | Plane-to-plane space measuring apparatus |
| JP2004528130A (en) * | 2001-04-18 | 2004-09-16 | ボシュ・アンド・ロム・インコーポレイテッド | Objective measurement of eye refraction |
| JP2002357508A (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-13 | Olympus Optical Co Ltd | Lens inspection method |
| JP2005308725A (en) * | 2004-03-26 | 2005-11-04 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Device for inspecting defect in transparent plate |
| JP2005345288A (en) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Olympus Corp | Mach-zehnder interferometer and inspection method of optical element by mach-zehnder interferometer |
| US7133225B1 (en) | 2004-10-18 | 2006-11-07 | Carl Zeiss Smt Ag | Method of manufacturing an optical system |
| JP2008102156A (en) * | 2008-01-16 | 2008-05-01 | Olympus Corp | Optical system for optical characteristic evaluation device |
| JP2010014463A (en) * | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Olympus Corp | Method of measuring optical element and method of manufacturing optical element |
| JP2010060493A (en) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Hoya Corp | Method of evaluating shape of aspheric lens |
| JP2012013686A (en) * | 2010-06-02 | 2012-01-19 | Tochigi Nikon Corp | Interferometer |
| JP2014020881A (en) * | 2012-07-17 | 2014-02-03 | Olympus Corp | Lens inspection device and lens inspection method |
| CN103293879A (en) * | 2013-06-20 | 2013-09-11 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | Objective wave aberration detection system |
| JP2016038217A (en) * | 2014-08-05 | 2016-03-22 | 株式会社 清原光学 | Lens or mirror inspection device and inspection method thereof |
| JP2022537803A (en) * | 2019-06-07 | 2022-08-30 | フォーガル ナノテック | Apparatus and method for measuring interfaces of optical elements |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3206984B2 (en) | 2001-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3206984B2 (en) | Lens inspection machine | |
| US6072570A (en) | Image quality mapper for progressive eyeglasses | |
| US4812042A (en) | Holographic interferometer | |
| KR20130037723A (en) | Method for accurate high-resolution measurements of aspheric surfaces | |
| CA2001612A1 (en) | Method of examining an optical component and arrangement therefor | |
| Malacara-Doblado et al. | Hartmann, Hartmann-Shack, and other screen tests | |
| JPH10154657A (en) | Manufacture of projection optical system, projection aligner, and semiconductor device | |
| JP2007170888A (en) | Optical element testing device | |
| JPH09184787A (en) | Analysis/evaluation device for optical lens | |
| JP4814499B2 (en) | Lens assembly support device | |
| JP3533195B2 (en) | Coherent beam device for sample observation measurement | |
| EP1832930A2 (en) | Aperture diffraction interferometer (adi) for the inspection and measurement of ophthalmic optical components | |
| JP3911074B2 (en) | Surface shape measuring device | |
| WO1999005499A1 (en) | Image quality mapper for progressive eyeglasses | |
| JP5325481B2 (en) | Measuring method of optical element and manufacturing method of optical element | |
| Sure et al. | Microscope objective production: on the way from the micrometer scale to the nanometer scale | |
| JP5904896B2 (en) | Lens inspection apparatus and lens inspection method | |
| WO1999066308A1 (en) | Automated optical measurement apparatus and method | |
| JPH05223690A (en) | Measuring device for lens transmissivity | |
| Daly et al. | Mach Zehnder interferometer for measuring microlenses | |
| Sure et al. | DUV-Microscope objectives: technology driver that forces the production to switch from the micrometer scale to the nanometer scale | |
| JP2005024504A (en) | Eccentricity measuring method, eccentricity measuring instrument, and object measured thereby | |
| Gavrilov et al. | Modern motion-picture lenses and their testing | |
| JP2593493B2 (en) | Lens adjustment and inspection equipment | |
| Erichsen et al. | High resolution wavefront measurement of aspheric optics |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010612 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080706 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090706 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100706 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100706 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110706 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |