JPH0835908A - Apparatus and method for measuring eccentricity of lens - Google Patents

Apparatus and method for measuring eccentricity of lens

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JPH0835908A
JPH0835908A JP19287294A JP19287294A JPH0835908A JP H0835908 A JPH0835908 A JP H0835908A JP 19287294 A JP19287294 A JP 19287294A JP 19287294 A JP19287294 A JP 19287294A JP H0835908 A JPH0835908 A JP H0835908A
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JP
Japan
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image
lens
eccentricity
inspected
amount
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP19287294A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Shibuya
正明 渋谷
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0835908A publication Critical patent/JPH0835908A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide an eccentricity measuring apparatus by which a spot image by a lens to be inspected can be captured surely and by which an eccentricity amount can be measured at low costs and with high accuracy without providing a rotation mechanism. CONSTITUTION:An eccentricity measuring apparatus 10 is composed of a light source 3 used to project light onto a lens 1 to be inspected, of an imaging element 6 which is arranged on an image formation face in order to detect a formed spot image as an electric signal, of an image processor 7 which processes an image signal taken into by the imaging element 6 and of a computer 9 which operates an eccentricity amount and an eccentricity direction on the basis of the output of the image processor 7. The eccentricity measuring apparatus 10 is provided with a magnification-variable optical system 21 by which the magnification of an image formed by the lens 1 to be inspected can be set arbitrarily and with a movement means 22 which moves the imaging element to a desired position. When the magnification-variable optical system 21 and the imaging-element movement means 22 are installed, the spot image by the lens to be inspected is formed surely on the imaging element 6 even when the eccentricity of the lens to be inspected is large. In addition, when the distribution operation of a coma is used for a measuring method, the eccentricity amount can be found without turning the lens 1 to be inspected.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レンズの偏芯量を測定
する偏芯測定装置および偏芯量測定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an eccentricity measuring device and an eccentricity measuring method for measuring the eccentricity of a lens.

【0002】[0002]

【従来の技術】偏芯の測定方法については様々な提案が
なされているが、特開平4−138333号に記載され
た偏芯測定装置がある。この測定装置の原理を図1を参
照して説明する。
2. Description of the Related Art Various proposals have been made for a method of measuring eccentricity, and there is an eccentricity measuring device described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-138333. The principle of this measuring device will be described with reference to FIG.

【0003】図示の通りこの装置では、被測定体である
被検レンズ1を備え、この被検レンズ1を被検レンズ枠
2にて回動可能に保持している。この被検レンズ1には
光源3からの光をコリメートレンズ系4を経て平行光と
して入射するようにしている。被検レンズ1を透過した
光は被検レンズ1の焦点位置に投射してスポット像とな
り、このスポット像は、拡大レンズ系5を介して拡大さ
れ、撮像素子6上に結像される。この撮像素子6からの
X,Y電圧を2分割して、一方は画像処理装置7を介し
てコンピュータ9に入力させ、他方は、フィードバック
回路8を介して最大光量が一定になるように光源3をコ
ントロールしている。
As shown in the figure, this apparatus is provided with a lens 1 to be measured, which is an object to be measured, and the lens 1 to be tested is rotatably held by a lens frame 2 to be tested. Light from the light source 3 is made incident on the lens 1 to be inspected as parallel light through the collimator lens system 4. The light transmitted through the lens 1 to be inspected is projected onto the focal position of the lens 1 to be inspected to form a spot image, which is magnified through the magnifying lens system 5 and imaged on the image sensor 6. The X and Y voltages from the image pickup device 6 are divided into two, one is inputted to the computer 9 through the image processing device 7, and the other is fed through the feedback circuit 8 so that the maximum light amount becomes constant. Are controlling.

【0004】上述した従来の偏芯測定装置の構成によれ
ば、下記に示すように被検レンズ1の被検レンズ枠2に
対する偏芯量を測定している。すなわち、図1に示す偏
芯測定装置の構成において、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に対して偏芯している場合には、撮像素子6上
に集光したスポット像は円を描くようになる。従って、
撮像素子6の出力はスポット像が円を描くことにより変
化し、これをコンピュータ9にて計算処理することによ
り被検レンズ1の偏芯量を求めることができる。
According to the configuration of the conventional eccentricity measuring device described above, the eccentricity amount of the lens 1 under test with respect to the lens frame 2 under test is measured as described below. That is, in the configuration of the eccentricity measuring device shown in FIG. 1, when the lens 1 under test is rotated with the lens frame 2 under test as a reference, the lens 1 under test is eccentric with respect to the lens frame 2 under test. Then, the spot image focused on the image pickup device 6 draws a circle. Therefore,
The output of the image sensor 6 changes when the spot image draws a circle, and the computer 9 calculates the output to determine the decentering amount of the lens 1 under test.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の偏芯調
整方法によれば、偏芯量を数値化して求めることができ
るが、次のような問題点がある。
According to the conventional eccentricity adjustment method described above, the eccentricity amount can be obtained numerically, but there are the following problems.

【0006】(1)被検レンズの回転機構の偏芯が被検
レンズの偏芯量に加味されるため、測定誤差が生じる。
(1) Since the eccentricity of the rotating mechanism of the lens under test is added to the amount of eccentricity of the lens under test, a measurement error occurs.

【0007】(2)被検レンズの回転機構が必要なた
め、装置が高価になる。
(2) Since the rotation mechanism for the lens under test is required, the apparatus becomes expensive.

【0008】(3)偏芯が大きいときは撮像素子上に結
像しないことがある。
(3) When the eccentricity is large, an image may not be formed on the image pickup element.

【0009】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためのもので、被検レンズによるスポット像を確実に
とらえ、かつ、回転機構を有することなく安価に、高精
度に偏芯量を測定できるようにした偏芯測定装置を提供
することを目的とする。
The present invention is intended to solve the above-mentioned problems of the prior art. It reliably captures a spot image formed by a lens to be inspected, and is inexpensive and highly accurate in eccentricity without a rotating mechanism. It is an object of the present invention to provide an eccentricity measuring device capable of measuring.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に係る本発明のレンズ偏芯測定装置では、被
検レンズに光を投射するための光源と、結像したスポッ
ト像を電気信号として検出するために結像面に配置され
た撮像素子と、撮像素子により取り込まれた画像信号を
処理する画像処理装置と、画像処理装置の出力から偏芯
量および偏芯の方向を演算するコンピュータとからなる
偏芯測定装置において、被検レンズにより結像された像
の倍率を任意に設定できる倍率可変光学系と、撮像素子
を所望位置に移動させる移動手段を有することを特徴と
している。
In order to achieve the above object, in a lens eccentricity measuring apparatus of the present invention according to claim 1, a light source for projecting light on a lens to be inspected and a spot image formed are formed. An image sensor arranged on the image forming plane for detection as an electric signal, an image processing device for processing the image signal captured by the image sensor, and an eccentricity amount and an eccentric direction from the output of the image processing device. An eccentricity measuring device including a computer is characterized by having a variable magnification optical system capable of arbitrarily setting a magnification of an image formed by a lens to be inspected and a moving means for moving an image pickup element to a desired position. .

【0011】また請求項2に係る本発明のレンズ偏芯測
定方法は、請求項1記載の画像処理装置およびコンピュ
ータにより、被検レンズによって結像された像に現れる
コマ収差による面積の分布、または、重心位置のズレ量
により偏芯量および偏芯の方向を演算することを特徴と
している。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a lens eccentricity measuring method according to the first aspect, wherein the image processing device and the computer according to the first aspect provide a distribution of areas due to coma aberration appearing in an image formed by the lens to be inspected, or The eccentricity amount and the direction of the eccentricity are calculated based on the shift amount of the center of gravity position.

【0012】[0012]

【作用】本発明の偏芯測定装置の構成において、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は倍率可変光学系を経て
結像され、結像されたスポット像が電気信号として取り
出され、この電気信号が画像処理装置に入力される。こ
の時、スポット像が撮像素子上に位置するように倍率可
変光学系で縮小し、画像処理装置の出力によりスポット
像の位置を検出しスポット像が撮像素子の中央に位置す
るように撮像素子を移動させる。その後、倍率可変光学
系にてスポット像を適正倍率(像の大きさが撮像素子の
画素数の10%〜20%程度。以下同様とする。)に拡
大する。このことにより、スポット像は常に撮像素子上
に現れる。拡大されたスポット像は、偏芯しているとき
にはコマ収差が現れる。この収差の分布をコンピュータ
にて演算し、偏芯を求める。
In the configuration of the eccentricity measuring device of the present invention, the light from the light source is projected onto the lens to be inspected through the lens system. Then, the light transmitted through the lens to be inspected is imaged through the variable magnification optical system, the spot image thus formed is taken out as an electric signal, and this electric signal is inputted to the image processing apparatus. At this time, it is reduced by a variable magnification optical system so that the spot image is located on the image sensor, the position of the spot image is detected by the output of the image processing device, and the image sensor is positioned so that the spot image is located in the center of the image sensor. To move. After that, the spot image is magnified by the variable magnification optical system to an appropriate magnification (the size of the image is about 10% to 20% of the number of pixels of the image pickup element. The same applies hereinafter). As a result, the spot image always appears on the image sensor. A coma aberration appears in the enlarged spot image when it is decentered. The distribution of this aberration is calculated by a computer to obtain the eccentricity.

【0013】このように、倍率可変光学系と撮像素子移
動手段を設けたことにより、被検レンズによるスポット
像は、被検レンズの偏芯が大きくても、確実に撮像素子
上に結像する。また、測定方法にコマ収差の分布演算を
用いたことにより、被検レンズを回転させることなく偏
芯量を求めることができる。
As described above, by providing the variable magnification optical system and the image pickup device moving means, the spot image by the lens to be inspected is surely formed on the image pickup device even if the eccentricity of the lens to be inspected is large. . Further, by using the coma aberration distribution calculation as the measuring method, the eccentricity amount can be obtained without rotating the lens under test.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に
説明する。なお、以下の説明において図1の従来技術に
示した構成部分と同様の構成部分については、同一符号
を付して示す。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same components as those shown in the prior art of FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0015】(実施例1)図2は、本発明にかかる偏芯
測定装置10を示す模式図である。図2(a)に示す偏
芯測定装置10は、被測定体である被検レンズ1を備
え、この被検レンズ1は被検レンズ枠2に保持される。
この被検レンズ1には、光源3から発生する光をコリメ
ートレンズ系4を経て平行光として入射させる。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
てスポット像となり、このスポット像は倍率可変光学系
21を経て撮像素子6上に結像されるように設定する。
(Embodiment 1) FIG. 2 is a schematic view showing an eccentricity measuring device 10 according to the present invention. The eccentricity measuring apparatus 10 shown in FIG. 2A includes a lens 1 to be measured which is a body to be measured, and the lens 1 to be measured is held by a lens frame 2 to be measured.
The light generated from the light source 3 is incident on the lens 1 to be inspected as parallel light through the collimator lens system 4. The light transmitted through the lens to be inspected 1 is condensed at the focal position of the lens to be inspected 1 to form a spot image, and this spot image is set to be imaged on the image sensor 6 via the variable magnification optical system 21.

【0016】倍率可変光学系21は、拡大レンズ81お
よびズームレンズ82により構成され、ズームレンズ8
2が光軸上を移動することにより、被検レンズ1による
像が拡大、縮小される。
The variable magnification optical system 21 comprises a magnifying lens 81 and a zoom lens 82, and the zoom lens 8
By moving 2 on the optical axis, the image by the lens under test 1 is enlarged or reduced.

【0017】撮像素子6は、撮像素子移動手段22上に
設置され、光軸と垂直方向に移動自在に構成されてい
る。撮像素子移動手段22は、Xステージ101および
Yステージ102により構成され、ステージドライバ6
6にてそれぞれ駆動される。図2(b)に詳細図を示
す。この撮像素子6にて取り込んだスポット像は画像処
理装置7に入力され、画像情報をコンピュータ9に入力
するように構成する。また、撮像素子からの信号は2分
割され、もう一方はフィードバック回路8によって、撮
像素子6上に集光する光の強度が常に一定となるよう
に、光源3を制御する。
The image pickup device 6 is installed on the image pickup device moving means 22 and is movable in the direction perpendicular to the optical axis. The image pickup device moving means 22 is composed of an X stage 101 and a Y stage 102, and includes a stage driver 6
6 are driven respectively. A detailed view is shown in FIG. The spot image captured by the image pickup device 6 is input to the image processing device 7, and the image information is input to the computer 9. The signal from the image sensor is divided into two, and the other is controlled by the feedback circuit 8 to control the light source 3 so that the intensity of the light focused on the image sensor 6 is always constant.

【0018】(作用)次に、上述した偏芯測定装置10
の構成に基づき、被検レンズ1の偏芯量を測定する作用
について説明する。
(Operation) Next, the eccentricity measuring device 10 described above.
The operation of measuring the amount of eccentricity of the lens 1 to be inspected will be described based on the above configuration.

【0019】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系4を介して平行光として被検レン
ズ1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スポット像となる。被検
レンズ1の偏芯が大きいときのスポット像は光軸を外れ
たところに結像し、撮像素子6上に結像しないことが起
こるため、倍率可変光学系21によりスポット像を縮小
させ、結像点の光軸からのズレを見かけ上小さくし、撮
像素子6上に確実に結像するようにする。
First, the light source 3 is caused to emit light, and the light from the light source 3 is projected through the collimating lens system 4 as parallel light onto the lens 1 to be inspected. The transmitted light from the lens 1 to be inspected is condensed at the focal position of the lens 1 to be inspected to form a spot image. When the eccentricity of the lens 1 to be inspected is large, a spot image is formed off the optical axis and does not form an image on the image sensor 6. Therefore, the variable magnification optical system 21 reduces the spot image, The deviation of the image forming point from the optical axis is apparently made small so that the image is formed on the image pickup element 6 reliably.

【0020】画像処理装置7を経てコンピュータ9に取
り込まれたスポット像の画像情報はコンピュータ9によ
ってその位置を検出され、その位置情報を基に、スポッ
ト像が撮像素子6の中心に位置するように撮像素子移動
手段22により撮像素子6の位置を調整する。その後、
倍率可変光学系21によって、スポット像を適正倍率に
拡大する。
The position of the image information of the spot image captured by the computer 9 through the image processing device 7 is detected by the computer 9, and the spot image is positioned at the center of the image pickup element 6 based on the position information. The position of the image sensor 6 is adjusted by the image sensor moving means 22. afterwards,
The variable magnification optical system 21 magnifies the spot image to an appropriate magnification.

【0021】撮像素子6のもう一方の出力はフィードバ
ック回路8によって、撮像素子6上に結像するスポット
像の強度が常に適正かつ一定となるように、光源3の出
力を制御する。
The other output of the image pickup device 6 is controlled by the feedback circuit 8 so that the intensity of the spot image formed on the image pickup device 6 is always appropriate and constant.

【0022】拡大されたスポット像は、画像処理装置7
を経てコンピュータ9に取り込まれる。この画像を図3
により説明する。図はスポット像を撮影した写真を模式
的に示すもので、明るい部分を黒点で示した白黒反転の
ネガ像となっている。被検レンズ1の偏芯が小さい場合
には、図3(a)(c)に示すような中央に円像が、そ
の周辺にリング像が同心円状に取り囲むドーナツ状の画
像となる。また被検レンズ1の偏芯が大きい場合には、
コマ収差の影響により、図3(b)(d)のようにリン
グ像が楕円あるいは不完全な円を形成する。この収差は
偏芯に特徴的なもので、収差の状態によって偏芯量を求
めることができる。コンピュータ9によって画像の状態
による特徴量を抽出し、偏芯量を演算する。
The enlarged spot image is used as an image processing device 7.
It is taken into the computer 9 via the. This image is shown in Figure 3.
This will be described below. The figure schematically shows a photograph of a spot image, which is a black-and-white inverted negative image in which bright portions are indicated by black dots. When the eccentricity of the lens 1 to be inspected is small, a circular image is formed in the center and a ring image is concentrically surrounded by a ring image in the periphery as shown in FIGS. When the eccentricity of the lens 1 to be inspected is large,
Due to the influence of coma, the ring image forms an ellipse or an incomplete circle as shown in FIGS. This aberration is characteristic of eccentricity, and the amount of eccentricity can be obtained from the state of the aberration. The computer 9 extracts the feature amount according to the state of the image and calculates the eccentricity amount.

【0023】偏芯量を求める概念を図4を用いて以下に
説明する。取り込んだ画像を画像処理装置7により、あ
るしきい値で2値化する。このときの画像にはメインビ
ーム成分41とサブビーム成分42が現れる(図4
(a)および図4(b))。いま、メインビーム成分4
1の重心G0を求め、その重心G0を中心とする4象現
を図4(c)および図4(d)に示すように仮想し、各
象現の面積をS1〜S4とする。サブビーム成分42の
分布がメインビーム成分41の重心G0に対して均一で
あるときは、被検レンズ1の偏芯が小さいときであり
(図4(c))、各象現の面積S1〜S4には以下のよ
うな関係がある。
The concept of obtaining the eccentricity will be described below with reference to FIG. The captured image is binarized by the image processing device 7 with a certain threshold value. A main beam component 41 and a sub beam component 42 appear in the image at this time (see FIG. 4).
(A) and FIG.4 (b)). Main beam component 4 now
The center of gravity G0 of 1 is obtained, and four quadrants centering on the center of gravity G0 are hypothesized as shown in FIGS. 4 (c) and 4 (d), and the areas of the respective quadrants are S1 to S4. When the distribution of the sub-beam component 42 is uniform with respect to the center of gravity G0 of the main beam component 41, the eccentricity of the lens 1 to be inspected is small (FIG. 4C), and the areas S1 to S4 of each quadrant are shown. Have the following relationships.

【0024】[0024]

【数1】S1≒S2≒S3≒S4[Equation 1] S1≈S2≈S3≈S4

【0025】また、サブビーム成分42の分布がメイン
ビーム成分41の重心G0に対して均一ではないとき
は、被検レンズ1の偏芯が大きいときであり(図4
(d))、偏芯量δとその方向θは以下のような関係に
ある。
When the distribution of the sub-beam component 42 is not uniform with respect to the center of gravity G0 of the main beam component 41, it means that the lens 1 to be measured has a large eccentricity (FIG. 4).
(D)) The eccentricity amount δ and its direction θ have the following relationship.

【0026】[0026]

【数2】δ=K1(X2 +Y2 ) θ=tan -1(X/Y) 但し、K1は被検レンズによって決まる定数。## EQU2 ## δ = K1 (X 2 + Y 2 ) θ = tan -1 (X / Y) where K1 is a constant determined by the lens to be inspected.

【0027】ただし、However,

【0028】[0028]

【数3】X=S1+S2 Y=S3+S4(3) X = S1 + S2 Y = S3 + S4

【0029】とする。この面積比を演算することによっ
て、被検レンズ1の偏芯量と偏芯の方向を求めることが
できる。
[0029] By calculating this area ratio, the eccentricity amount and the eccentricity direction of the lens 1 under test can be obtained.

【0030】実際の測定の過程のフローチャートを図5
に示す。まず、重心G0を演算するためにメインビーム
成分41のみを検出できるしきい値、SL0にてスポッ
ト像を2値化し、重心G0を演算する(121)。次に
重心G0を中心とする4象現を仮想し(図4(c)およ
び図4(d))、それをウインドウとしてセットする
(122)。サブビーム成分42を検出できるしきい
値、SL1にて2値化を行い(123)、各象現の面
積、S1〜S4の演算を行う(124)。求めた各象現
の面積、S1〜S4に上述の演算を行い(125)、偏
芯量δとその方向θを求める。
FIG. 5 is a flowchart of the actual measurement process.
Shown in First, in order to calculate the center of gravity G0, the spot image is binarized at SL0, which is a threshold value capable of detecting only the main beam component 41, and the center of gravity G0 is calculated (121). Next, four quadrants centering on the center of gravity G0 are hypothesized (FIGS. 4 (c) and 4 (d)) and set as a window (122). Binarization is performed using SL1, which is the threshold value for detecting the sub-beam component 42 (123), and the area of each quadrant, S1 to S4, is calculated (124). The above-described calculation is performed on the obtained area of each quadrant, S1 to S4 (125), and the eccentricity amount δ and its direction θ are obtained.

【0031】以上のように本実施例においては、スポッ
ト像のコマ収差の分布を用いた偏芯量演算方法を用いる
ことにより、被検レンズ1を回転させることなく偏芯量
を求めることができる。また、撮像素子移動手段を用い
たことにより、結像位置を常に撮像素子6の中心に位置
させることができるため、偏芯が大きくても撮像素子6
の撮像範囲を逸脱することなく、確実な測定ができる。
このため、本発明の目的である、被検レンズによるスポ
ット像を確実にとらえ、かつ、安価に構成でき、回転に
よる誤差が測定した偏芯量に加味されることのない高精
度な測定を可能とする装置を提供できる。
As described above, in this embodiment, the decentering amount can be obtained without rotating the lens 1 to be tested by using the decentering amount calculation method using the coma aberration distribution of the spot image. . Further, by using the image pickup device moving means, the image forming position can be always located at the center of the image pickup device 6, so that the image pickup device 6 can be moved even if the eccentricity is large.
The reliable measurement can be performed without deviating from the imaging range of.
Therefore, the object of the present invention is to accurately capture the spot image by the lens to be inspected, and it is possible to configure at low cost, and it is possible to perform highly accurate measurement without adding the error due to rotation to the measured eccentricity amount. A device can be provided.

【0032】(実施例2)図6は、本発明にかかる偏芯
測定装置の実施例2を示す説明図である。本実施例にお
いては、装置の構成が実施例1と同様であるため、同一
の構成要素には図2と同一の符号を付して、重複する説
明は省略する。
(Second Embodiment) FIG. 6 is an explanatory view showing a second embodiment of the eccentricity measuring device according to the present invention. In the present embodiment, the configuration of the device is the same as that of the first embodiment, and therefore, the same constituent elements will be denoted by the same reference numerals as those in FIG. 2 and redundant description will be omitted.

【0033】図6に示すように、被検レンズ枠2と倍率
可変光学系21との間にハーフプリズム61を配し、第
1光路62と第2光路63とに光路を2分割するように
している。第1光路の光は、実施例1と同様に撮像素子
6に入射する。第2光路63の光は、結像レンズ64を
経て光位置検出素子65上に結像されるように配置す
る。光位置検出素子65の出力はステージドライバ66
に入力され、この入力に従い撮像素子移動手段22を駆
動するように設置されている。
As shown in FIG. 6, a half prism 61 is arranged between the lens frame 2 to be tested and the variable magnification optical system 21, and the optical path is divided into a first optical path 62 and a second optical path 63. ing. The light in the first optical path enters the image sensor 6 as in the first embodiment. The light of the second optical path 63 is arranged so as to form an image on the optical position detection element 65 via the imaging lens 64. The output of the optical position detection element 65 is the stage driver 66.
The image pickup device moving means 22 is driven according to the input.

【0034】(作用)実施例1と同様に、光源3からの
光が被検レンズ1を透過する。被検レンズ1を透過した
光はハーフプリズム61により光路が2分割され、第1
光路62は倍率可変光学系へと入射し、実施例1と同様
に撮像素子6上に結像する。第2光路63は結像レンズ
64により光位置検出素子65上に結像される。光位置
検出素子65からの出力は、被検レンズ1の透過光の重
心位置であるため、この重心位置をステージドライバ6
6にて演算し、その位置情報を基に撮像素子移動手段2
2を駆動し、撮像素子6の中心にスポット像が結像する
ように移動する。これにより、撮像素子6上のスポット
像は、常に撮像素子6の中心に現れる。
(Operation) Similar to the first embodiment, the light from the light source 3 passes through the lens 1 to be inspected. The light passing through the lens 1 to be inspected is split into two light paths by the half prism 61.
The optical path 62 enters the variable magnification optical system and forms an image on the image sensor 6 as in the first embodiment. The second optical path 63 is imaged on the optical position detection element 65 by the imaging lens 64. Since the output from the optical position detection element 65 is the center of gravity of the transmitted light of the lens 1 to be inspected, this center of gravity is used as the stage driver 6
6, the image pickup element moving means 2 is calculated based on the position information.
2 is driven and moved so that a spot image is formed at the center of the image sensor 6. As a result, the spot image on the image sensor 6 always appears at the center of the image sensor 6.

【0035】偏芯量を求める演算方法については、実施
例1と同様の方法にて求めることができる。
The calculation method for obtaining the eccentricity amount can be obtained by the same method as in the first embodiment.

【0036】以上のように本実施例においては、光路を
分割し、常にスポット像の位置検出を行っているため、
実施例1における効果に合わせて測定作業の軽減を図る
ことができると共に、測定時間の短縮も図ることができ
る。
As described above, in this embodiment, since the optical path is divided and the position of the spot image is constantly detected,
According to the effect of the first embodiment, it is possible to reduce the measurement work and shorten the measurement time.

【0037】(実施例3)本実施例は、得られた画像情
報から偏芯量を演算する方法について説明する。装置の
詳細には言及しないが、各構成要素については、図6を
基に説明する。測定方法の説明図を図7に示す。
(Embodiment 3) In this embodiment, a method of calculating the eccentricity amount from the obtained image information will be described. Although details of the apparatus are not mentioned, each component will be described based on FIG. 6. An explanatory view of the measuring method is shown in FIG.

【0038】被検レンズ1によって結像し、撮像素子6
によって得られたスポット像は図3のようになる。い
ま、このスポット像のX,Y各軸上における輝度分布を
示すと図7(a)および図7(b)のようになる。この
図において、メインビーム成分41はサブビーム成分4
2に比べて十分大きいため、メインビーム成分41のみ
を抽出できるしきい値、SL0により2値化し、その重
心G0(X0,Y0)を求める(図7(c)および図7
(d))。次に、メインビーム成分41をマスクし、サ
ブビーム成分42を抽出できるしきい値、SL1により
2値化し、その重心G1(X1,Y1)を求める(図7
(e)および図7(f))。ここで、サブビーム成分4
2の分布がメインビーム成分41の重心G0に対して均
一に現れているときは偏芯が小さいときであり、G0,
G1の関係は以下の式のようになる。
An image is formed by the lens 1 to be inspected, and the image pickup element 6 is formed.
The spot image obtained by the above is as shown in FIG. Now, the brightness distributions on the X and Y axes of this spot image are as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). In this figure, the main beam component 41 is the sub beam component 4
Since it is sufficiently larger than 2, it is binarized by a threshold SL0 that can extract only the main beam component 41, and its center of gravity G0 (X0, Y0) is obtained (FIGS. 7C and 7C).
(D)). Next, the main beam component 41 is masked and the sub-beam component 42 is extracted by binarization with SL1, which is a threshold value, and the center of gravity G1 (X1, Y1) thereof is obtained (FIG. 7).
(E) and FIG. 7 (f)). Where sub-beam component 4
When the distribution of 2 appears uniformly with respect to the center of gravity G0 of the main beam component 41, the eccentricity is small, and G0,
The relationship of G1 is as in the following formula.

【0039】[0039]

【数4】|G0−G1|≒0[Equation 4] | G0-G1 | ≈0

【0040】また、サブビーム成分42がメインビーム
成分41の重心G0に対して均一ではないときは偏芯が
大きいときであり、その偏芯量δと偏芯の方向θは、以
下の式のようになる。
When the sub-beam component 42 is not uniform with respect to the center of gravity G0 of the main beam component 41, the eccentricity is large, and the eccentricity amount δ and the eccentricity direction θ are given by the following equations. become.

【0041】[0041]

【数5】δ=(X2 +Y2 ) δ=tan -1(X/Y) 但し、K1は被検レンズによって決まる定数## EQU5 ## δ = (X 2 + Y 2 ) δ = tan -1 (X / Y) where K1 is a constant determined by the lens under test.

【0042】また、In addition,

【0043】[0043]

【数6】X=K1(X1−X0) Y=K1(Y1−Y0)## EQU6 ## X = K1 (X1-X0) Y = K1 (Y1-Y0)

【0044】とする。It is assumed that

【0045】実際の測定の過程のフローチャートを図8
に示す。まず、重心G0を演算するためにメインビーム
成分41のみを検出できるしきい値、SL0にてスポッ
ト像を2値化し、重心G0を演算する(141)。次
に、サブビーム成分42を検出できるしきい値、SL1
にて2値化を行い(142)、メインビーム成分をマス
クして(143)、得られた像(サブビーム成分)の重
心演算を行う(144)。求めた重心に上述の演算を行
い(145)、偏芯量δとその方向θを求める。
FIG. 8 is a flowchart of the actual measurement process.
Shown in First, in order to calculate the center of gravity G0, the spot image is binarized at SL0, which is a threshold value capable of detecting only the main beam component 41, and the center of gravity G0 is calculated (141). Next, a threshold value SL1 for detecting the sub-beam component 42
Then, binarization is performed (142), the main beam component is masked (143), and the center of gravity of the obtained image (sub-beam component) is calculated (144). The above-described calculation is performed on the obtained center of gravity (145) to obtain the eccentricity amount δ and its direction θ.

【0046】以上のように本実施例においては、スポッ
ト像のコマ収差の分布を用いた偏芯量および偏芯の方向
の演算方法を用いることにより、被検レンズ1を回転さ
せることなく、偏芯量および偏芯の方向を求めることが
できる。このため、本発明の目的である、安価に構成で
き、回転による誤差が測定した偏芯量に加味されること
のない高精度な測定を可能とする装置を提供できる。
As described above, in this embodiment, by using the method of calculating the amount of eccentricity and the direction of eccentricity using the distribution of the coma aberration of the spot image, the lens 1 under test can be rotated without rotating. The amount of core and the direction of eccentricity can be obtained. Therefore, it is possible to provide an apparatus which is an object of the present invention and which can be configured at a low cost and enables highly accurate measurement in which an error due to rotation is not added to the measured eccentricity amount.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、被検レ
ンズによるスポット像を確実にとらえ、かつ、回転機構
を有することなく安価に、高精度に偏芯量の測定が可能
になると共に、被検レンズを回転させる必要がないた
め、測定時間の短縮をも図り得るものである。
As described above, according to the present invention, the spot image formed by the lens to be inspected can be reliably captured, and the eccentricity amount can be measured with high accuracy at low cost without a rotating mechanism. At the same time, since it is not necessary to rotate the lens to be inspected, the measurement time can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来のレンズ偏芯測定装置を示す模式図であ
る。
FIG. 1 is a schematic view showing a conventional lens eccentricity measuring device.

【図2】本発明の実施例1によるレンズ偏芯測定装置を
示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a lens eccentricity measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図3】スポット像を撮影した写真を模式的に示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a photograph of a spot image.

【図4】実施例1の装置による偏芯量の求めかたを説明
するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining how to determine the amount of eccentricity by the apparatus of the first embodiment.

【図5】実施例1のレンズ偏芯測定方法を示す測定過程
のフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart of a measuring process showing a lens decentering measuring method according to the first embodiment.

【図6】本発明の実施例2によるレンズ偏芯測定装置を
示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a lens eccentricity measuring device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例3によるレンズ偏芯測定方法を
説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a lens eccentricity measuring method according to a third embodiment of the present invention.

【図8】実施例3のレンズ偏芯測定方法を示す測定過程
のフローチャートである。
FIG. 8 is a flow chart of a measurement process showing a lens eccentricity measurement method according to a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被検レンズ 2 被検レンズ枠 3 光源 4 コリメートレンズ系 5 拡大レンズ系 6 撮像素子 7 画像処理装置 8 フィードバック回路 9 コンピュータ 10 偏芯測定装置 21 倍率可変光学系 22 撮像素子移動手段 41 メインビーム成分 42 サブビーム成分 61 ハーフプリズム 62 第1光路 63 第2光路 64 結像レンズ 65 光位置検出素子 66 ステージドライバ 81 拡大レンズ 82 ズームレンズ 101 Xステージ 102 Yステージ 103 X軸モーター 104 Y軸モーター 121 2値化、重心G0演算(メインビームのみ検
出) 122 ウインドウセット 123 2値化(サブビームも検出) 124 各象現面積演算 125 偏芯量、方向演算 141 2値化、重心G0演算(メインビームのみ検
出) 142 2値化(サブビームも検出) 143 メインビーム成分マスク 144 重心演算 145 偏芯量、方向演算 SL0 しきい値 SL1 しきい値 G0 重心 G1 重心 K1 被検レンズによって決まる定数 δ 偏芯量 θ 偏芯方向 S1 象現面積 S2 象現面積 S3 象現面積 S4 象現面積
1 Lens to be inspected 2 Lens frame to be inspected 3 Light source 4 Collimating lens system 5 Magnifying lens system 6 Image sensor 7 Image processing device 8 Feedback circuit 9 Computer 10 Decentering measuring device 21 Magnification variable optical system 22 Image sensor moving means 41 Main beam component 42 Sub-beam component 61 Half prism 62 First optical path 63 Second optical path 64 Imaging lens 65 Optical position detection element 66 Stage driver 81 Magnifying lens 82 Zoom lens 101 X stage 102 Y stage 103 X axis motor 104 Y axis motor 121 Binarization , Center of gravity G0 calculation (only main beam detected) 122 window set 123 binarization (also detects sub beam) 124 each quadrant area calculation 125 eccentricity amount, direction calculation 141 binarization, center of gravity G0 calculation (only main beam detected) 142 Binarization (sub 143 main beam component mask 144 center of gravity calculation 145 eccentricity amount and direction calculation SL0 threshold SL1 threshold G0 center of gravity G1 center of gravity K1 constant δ eccentricity determined by lens to be measured θ eccentric direction S1 phantom Area S2 Elephant area S3 Elephant area S4 Elephant area

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検レンズに光を投射するための光源
と、結像したスポット像を電気信号として検出するため
に結像面に配置された撮像素子と、撮像素子により取り
込まれた画像信号を処理する画像処理装置と、画像処理
装置の出力から偏芯量および偏芯の方向を演算するコン
ピュータとからなる偏芯測定装置において、 被検レンズにより結像された像の倍率を任意に設定でき
る倍率可変光学系と、撮像素子を所望位置に移動させる
移動手段を有することを特徴とする偏芯測定装置。
1. A light source for projecting light onto a lens to be inspected, an image pickup device arranged on an image forming plane for detecting a formed spot image as an electric signal, and an image signal taken in by the image pickup device. In an eccentricity measuring device consisting of an image processing device that processes the image and a computer that calculates the amount of eccentricity and the direction of eccentricity from the output of the image processing device, the magnification of the image formed by the lens under test can be set arbitrarily. An eccentricity measuring device comprising: a variable magnification optical system capable of moving; and a moving means for moving an image sensor to a desired position.
【請求項2】 請求項1記載の画像処理装置およびコン
ピュータにより、被検レンズによって結像された像に現
れるコマ収差による面積の分布、または、重心位置のズ
レ量により偏芯量および偏芯の方向を演算することを特
徴とする偏芯測定方法。
2. The image processing apparatus and the computer according to claim 1, wherein an eccentricity amount and an eccentricity are caused by a distribution of areas due to coma aberration appearing in an image formed by a lens to be inspected or a displacement amount of a center of gravity position. An eccentricity measuring method characterized by calculating a direction.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009258046A (en) * 2008-04-21 2009-11-05 Fujikoden Corp Eccentricity amount measuring method, eccentricity amount measuring device and eccentricity adjusting device
JP2010096644A (en) * 2008-10-17 2010-04-30 Nikon Corp Inspection apparatus

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