KR100742801B1 - 편심측정결과의 표시방법 - Google Patents

편심측정결과의 표시방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100742801B1
KR100742801B1 KR1020050044307A KR20050044307A KR100742801B1 KR 100742801 B1 KR100742801 B1 KR 100742801B1 KR 1020050044307 A KR1020050044307 A KR 1020050044307A KR 20050044307 A KR20050044307 A KR 20050044307A KR 100742801 B1 KR100742801 B1 KR 100742801B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
eccentricity
lens
eccentric
axis
amount
Prior art date
Application number
KR1020050044307A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060048109A (ko
Inventor
야스노리 무라타
Original Assignee
캐논 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 캐논 가부시끼가이샤 filed Critical 캐논 가부시끼가이샤
Publication of KR20060048109A publication Critical patent/KR20060048109A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100742801B1 publication Critical patent/KR100742801B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B11/27Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
    • 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/958Inspecting transparent materials or objects, e.g. windscreens
    • G01N2021/9583Lenses
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/003Generation of the force
    • G01N2203/0032Generation of the force using mechanical means
    • G01N2203/0037Generation of the force using mechanical means involving a rotating movement, e.g. gearing, cam, eccentric, or centrifuge effects

Landscapes

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

Abstract

광학계의 편심측정의 결과를 표시하는 방법은, 렌즈계에 있어서의 각 렌즈소자면의 편심량을 표시할 수 있을 경우 및 표시된 편심량이 과장된 편심량일 수 있는 경우에 제공된다. 또한, 렌즈계의 단면도는 스케일링 배율을 이용해서 표시될 수 있다.

Description

편심측정결과의 표시방법{METHOD FOR DISPLAYING RESULT OF MEASUREMENT OF ECCENTRICITY}
도 1은 적어도 하나의 실시형태예에 의한 편심측정장치의 개략도
도 2는 관찰계의 시야를 설명하는 도면
도 3은 적어도 하나의 실시형태예에 의한 편심측정결과의 표시방법의 순서도
도 4는 적어도 하나의 실시형태예에 의한 과장된 편심을 지닌 X-Y평면과 X-Z평면에 있어서의 렌즈계의 단면도
도 5는 도 4에 표시한 좌표계를 설명하는 도면
도 6은 본 발명의 적어도 하나의 실시형태예에 의한 직선으로 배열된 렌즈소자에 관한 과장된 편심을 지닌 렌즈의 단면도
도 7은 적어도 하나의 실시형태예에 의한 방법의 공정들을 설명하는 도면
도 8은 적어도 하나의 실시형태예에 의한 방법의 또다른 공정들을 설명하는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
C: 측정기준축(측정축) CV: 겉보기 곡률중심
E: 접안렌즈 H: 하프 미러(빔스플리터)
I: 결상면 차트 J: 출력장치
K: 콜리메이터 대물렌즈 L: 렌즈계
M: 마운트 N: 레일
P: 계산장치 Q, S: 가동 스테이지
R: 광원 T: 지표 차트
U: 오토콜리메이션 광학계 W: 검출장치
본 발명은 광학계의 편심측정결과를 표시하는 방법에 관한 것이며, 특히 적어도 하나의 실시형태예는, 멀티렌즈계에서의 편심의 해석을 표시하고 해당 편심을 개량하는 데 있다.
종래의 편심측정방법에 대해서는, 다음과 같이 특정 렌즈와 측정수법과 관련된 3가지 접근법에 대해서 요약할 수 있다(예를 들면, 마츠이 요시야, 우스이 마사유키의 "광학계의 편심측정에 대해서", 광학기술콘택트, vol. 13, No. 11, pp 11-20). 즉,
(1) 렌즈를 회전시키면서 편심을 측정하는 것과 관련된 방식;
(2) 정지렌즈의 측정에 사용되는 다중반사광선과 관련된 방식; 및
(3) 정지렌즈의 이미지 회전자 측정과 관련된 방식.
이들 접근법은 모두, 오토콜리메이션에 의해 측정대상면의 겉보기 곡률중심의 위치에 지표를 투영하고, 측정기준축에 대한 상기 면으로부터의 반사상의 상태 (시프트량 및 변위량)에 의거해서 편심량을 산출한다.
상기 (1)의 접근법은, 측정대상 렌즈를 회전시키면서 편심을 측정한다. 해당 (1)의 접근법은 단순한 구성으로 고정밀도의 측정을 실현할 수 있다고 하는 이점을 지니지만, 측정대상 렌즈계가 줌 렌즈와 같이 가동유닛을 포함하고 있으면 정확하게 편심측정을 행할 수 없다고 하는 결점도 지닌다. 가동유닛을 포함하는 렌즈계는, 가동유닛을 이동시키기 위한 슬라이딩 부분 둘레에 미소한 간극을 필요로 한다. 따라서, 측정대상 렌즈계를 회전시키면서 편심을 측정하는 방법은, 렌즈의 무게가 실린 위치가 변하므로, 편심의 상태가 변화한다.
상기 (2)의 접근법은, 하프 미러와 측정대상 렌즈간에 다중 궤도를 만드는 광선을 이용한다. 상기 (2)의 접근법은, 측정대상 렌즈를 회전시키지 않으므로, 가동유닛을 포함하는 렌즈계의 편심을 측정할 수 있다. 그러나, 측정광선이 하프 미러를 6회나 통과하기 때문에, 광강도의 손실이 심각한 문제이다(예를 들면, 일본국 특허공보 평3-054287호).
상기 (3)의 접근법은, 이미지 회전자를 이용함으로써 측정대상 렌즈계를 회전시키는 일없이 편심을 측정할 수 있다. 또한, 하프 미러를 통과하는 광의 횟수가 작기 때문에, 광의 손실이 작다. 이 접근법의 제안은, 예를 들면, 일본국 특허공보 소51-009620, 평7-081931 및 평7-039982호, 일본국 특허 제 2621119호에 개시되어 있다.
또 다른 렌즈편심측정계는, 오토콜리메이션 광학계와 측정대상 렌즈를 상대적으로 이동시킴으로써 편심을 측정한다(예를 들면, 일본국 공개특허 평4-190130 호).
여기에 설명된 종래의 시스템에서는, 편심의 측정결과를 해석하는 방법 및 상기 측정결과를 표시하는 방법에 대한 구체적인 제안은 개시되어 있지 않다.
광학계의 편심측정의 목적은, 원래 측정대상 렌즈계에 있어서 어떤 소자가 편심되어 있는지, 해당 소자에 어떻게 편심이 존재하는지를 해석해서, 편심문제를 처리하는 유효한 정보를 얻는 데 있다. 상기 광학계의 편심측정에 있어서, 측정대상 렌즈계의 각 면의 편심이 정확하게 측정되더라도, 각 면의 편심측정결과를 단지 수치로서 표시하는 것은, 편심의 상태를 용이하게 파악해서, 편심문제에 역점을 두어 대처하기 위한 유효한 정보를 얻는 데 불충분하다.
그 이유는, 평행 편심성분과 경사 편심성분에 대한 편심량의 좌표계의 정의(예를 들면, 직각좌표계, 극좌표계, 좌표축의 배향 및 원점의 위치)가 다양하고, 상기 두 성분은 모두 편심의 상태를 나타내는 수치를 표시하는 것이 필요하고, 또한, 편심의 하나의 상태에 대한 수치가 선택된 정의에 따라 달라지기 때문이다. 또, 선택된 정의가 명백하게 나타나 있더라도, 당업자가 계의 편심상태를 정확하고 용이하게 파악하는 것은 곤란하다.
특히 줌렌즈와 같은 복수의 렌즈군을 포함하는 렌즈계의 편심상태를 해석하기 위해서는, 렌즈계의 설계기준상태에 대해서, 렌즈계 전체에 대한 첫번째 것, 각 렌즈군에 대한 두번째 것 및 각 렌즈군의 각 렌즈소자에 대한 세번째 것으로 이루어진 3가지 편심성분으로 편심을 분류해서, 각 편심성분이 어떻게 존재하고 있는지를 파악할 필요가 있다. 편심측정결과로부터 오직 표시된 수치만을 이용함으로써 렌즈계의 편심의 상세(예를 들면, 경사부분의 위치, 경사점의 위치, 경사도 및 경사방향)를 파악해서 표시하는 것은 상당히 곤란하다.
본 발명은 광학계의 편심측정의 결과를 표시하는 방법을 제공한다. 적어도 하나의 실시형태예에 있어서, 해당 방법을 이용해서 관찰자가 측정결과를 용이하게 파악할 수 있다.
본 발명의 일측면에 의하면, 측정대상 렌즈계에 포함되어 있는 복수의 측정대상면의 각각의 설계상의 겉보기 곡률중심의 위치에 지표를 순차 투영하는 공정과; 상기 지표의 각 측정대상면에 의한 반사상의 상태로부터 구한 각 측정대상면의 편심량을 표시하는 공정을 구비하는 렌즈계의 편심측정결과를 표시하는 방법이 제공된다. 상기 편심량의 표시는, 상기 렌즈를 표시하기 위한 스케일링 배율(scaling factor)과는 다른 과장배율(또는 확대배율)을 편심량에 곱해서 상기 편심량을 과장하여, 렌즈의 단면도에 나타내도록 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 기타 특징 및 이점은 첨부도면을 참조한 이하의 실시형태예의 설명으로부터 명백해질 것이다.
실시형태의 설명
이하의 실시형태예(들)는, 사실상 단지 예시에 불과한 것이며, 결코 본 발명, 그의 응용 또는 용도를 제한하기 위해 의도된 것은 아니다.
당업자에게 공지된 프로세스, 기술 및 재료는 상세하게 설명되어 있지 않지 만, 적절한 경우에는 합법적인 설명의 일부로 하고자 한다.
이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시형태를 설명한다.
도 1은 적어도 하나의 실시형태예에 의한 편심측정장치의 개략도를 표시한 것이다. 상기 장치는, 적어도 하나의 실시형태예에 의한 편심측정결과를 표시하는 방법을 이용한다. 도 1은 가동 스테이지 방식의 이용을 예시하고 있으나, 실시형태예는, 이 가동 스테이지 방식으로 한정되지 않는다. 마찬가지로, 적어도 하나의 실시형태예에 있어서의 편심측정결과를 표시하는 방법은, (예를 들면, 도 1에 표시한 바와 같은 오토콜리메이션에 의해 또는 당업자에게 공지된 기타 다른 수법에 의해) 측정대상 렌즈계의 겉보기 곡률중심의 위치에 관한 정보가 얻어지는 한 어떠한 계이어도 된다.
도 1에 있어서, 지표 차트(T)는 광원(R)으로부터의 광선으로 조명해서, 측정대상 렌즈계(L)를 향해 투영하고, 해당 광은 렌즈계(L)로부터 적어도 일부가 반사된다. 이 반사된 광은 콜리메이터 대물렌즈(K)를 통과하고, 그 투과광은 하프 미러(빔 스플리터)(H)를 통해 면 차트(I)로 재차 향하여 해당 면 차트(I)위에 제 1상을 결상한다. 단, 콜리메이터 대물렌즈(K)는 교환가능하고, 그의 초점길이는 측정대상 면의 겉보기 곡률중심에 따라 변경가능하게 되어 있다.
렌즈계로부터의 지표 차트(T)의 반사상인 제 1상 이외에, 지표 차트(T)의 상도 하프 미러(H)로부터 직접 면 차트(I)위에 제 2상으로서 투영된다. 적어도 하나의 또 다른 실시형태예에 있어서, 지표 차트(T)위의 상은, 투영중인 차트 자체 대신에 투영될 수 있다. 지표 차트(T)의 투영상은, 콜리메이터 대물렌즈(K)를 새 로운 것으로 교체함으로써 변경해도 되므로, 콜리메이터 대물렌즈(K)의 위치는, 지표 차트(T)의 상이 측정기준축(측정축)(C)에 존재하도록 측정기준축(C)에 대해서 직교하는 방향(K1)으로 조정가능하다.
도 1에 표시한 실시형태예에 있어서, 렌즈계(L)는 복수의 렌즈면 (1) 내지 (V)을 포함할 수 있고, 렌즈를 부착하기 위한 마운트(M)에 고정될 수 있다. 편심을 측정하는 사람은, 면 차트(I)위의 제 1상과 제 2상사이의 시프트량(변위량)을 관찰한다. 그 시프트량은, 접안렌즈(E)를 통해 관찰될 수 있다. 도시된 실시형태예에 있어서, 지표 차트(T)와 결상면 차트(I)는 하프 미러(H)의 중심으로부터 등거리에 있다. 또, 제 2상은, 해당 상이 반전되어 실물크기로 되도록 결상면 차트(I)위에 형성된다. 도 2는 지표 차트(T)의 반사상, 즉 제 1상(210)의 중심을 단순히 "+"로 표시한 관찰계의 시야(200)를 나타낸 것이다. 이 특정 실시형태예에 있어서, 변위량 ΔY' 및 ΔZ'는 결상면 차트(I)(220)의 중심의 제 2상에 대해서 존재한다.
광원(R), 지표 차트(T), 하프 미러(H), 콜리메이터 대물렌즈(K), 결상면 차트(I) 및 접안렌즈(E)는 오토콜리메이션 광학계(U)를 구성한다. 편심측정을 위해서는, 오토콜리메이션 광학계(U)와 렌즈계(L)간의 상대적인 거리를 측정기준축(C)을 따라 변화시키고, 렌즈계(L)의 각 면의 겉보기 곡률중심(CV)의 위치에 대해서 지표 차트(T)의 상을 투영한다. 편심계산용의 계산장치(P)에 의해 겉보기 곡률중심(CV)을 계산하고, 제 1면으로부터 제 V면까지 순차 편심량을 측정한다.
여기서 사용하는 용어 "겉보기 곡률중심의 위치"란, 렌즈계(L)의 제 1면에 대해서 측정된 곡률중심의 위치이며, 렌즈계(L)용의 설계데이터(예를 들면, 각 면의 곡률반경, 간격, 굴절률 및 유효 구경)로부터 계산장치(P)에 의해 근축계산으로 산출된다. 용어 "겉보기 곡률반경"이란, 측정대상 면의 겉보기 정점의 위치(면의 위치)와 겉보기 곡률중심의 위치간의 거리로 정의된다.
마운트(M)는, 그의 마운트면(M1)이 측정기준축(C)에 대해서 수직으로 조정되도록 기울기조정가능하다. 마운트(M)는, 측정기준축(C)과 수직인 방향(S1)(예를 들면, 지면의 상하 및/또는 지면의 안팎)으로 이동가능한 가동 스테이지(S)에 고정될 수 있다. 가동 스테이지(S)는, 측정기준축(C)을 따라 화살표방향(Q1)으로 이동가능한 가동 스테이지(Q)에 동작가능하게 접속되어 있다. 따라서, 마운트(M)는 2축, 즉, 도 1의 수직방향(지면의 상하)과 도 1의 수평방향 (지면의 좌우)을 따라 이동가능하다. 가동 스테이지(S)는 레일(N)위를 도 1에 있어서 수평방향으로 이동가능하다. 도 1에서의 수평축은, x축이라 칭하고, 렌즈계(L)의 제 1면의 정점은 좌표계의 원점이라 칭한다. 원점의 왼쪽으로의 x축을 따른 거리를 음, 오른쪽으로의 거리를 양으로 취한다. 도 1에서의 수직축은 x축과 동일한 원점을 지닌 y축으로 칭한다. z축은 오른손 법칙을 준행하고, x축과 y축에 대해서 수직이다.
측정기준축(C)을 따라 뻗는 레일(N)은, 정밀한 재료(예를 들면, 스테인레스 강, 알루미늄, 플라스틱 또는 기타 당업계에서 공지된 정밀광학계에서 사용하는 정밀재료)로 이루어지는 것이 가능하다. 예를 들면, 예시된 실시형태예에 있어서는, 레일(N)이 견고한 평판으로 되도록 정밀금속을 이용할 수 있다. 이러한 실시형태예에 있어서, 그 위에 배치된 가동 스테이지(S), (Q)는, 낮은 오차레벨을 지닐 수 있다(예를 들면, 각 스테이지의 이동량 1m에 대해서 경사오차가 10초 내지 20초임). 더욱 고정밀도를 위해서, 각 스테이지는, 정밀재료로 형성된 샤프트(예를 들면, 세라믹 또는 천연의 심성암으로 이루어진 기계가공된 석주)를 지니도록 형성해도 된다. 또는 에어베어링시스템을 이용함으로써 오차가 감소된(예를 들면, 각 스테이지의 이동량 1m에 대해서 경사오차가 5초이하) 시스템으로 할 수 있다.
적어도 하나의 실시형태예에 의한 편심의 측정수순에 대해서 이하에 설명하며, 다음과 같은 공정을 포함한다. 즉,
(1) 교환가능한 콜리메이터 대물렌즈(K)를 오토콜리메이션 광학계(U)에 설치한다. 상기 콜리메이터 대물렌즈(K)는, 지표 차트(T)의 투영상이 측정기준축(C)에 존재하도록 고정한다;
(2) 마운트(M)는, 측정기준축(C)에 대해서 대략 수직이 되도록 경사조정을 행한다;
(3) 가동 스테이지(S)는, 마운트(M)의 수직중심이 측정기준축(C)과 대략 교차하도록 조정한다. 이 위치에서, 검출장치(W)상에 나타나는 y값과 z값을, 기준원점의 y좌표와 z좌표에 직접 관련시킨다;
(4) 렌즈계(L)를 마운트(M)위에 놓는다. 가동 스테이지(Q)는, 지표 차트(T)의 상이 렌즈계(L)의 제 1면의 정점에 형성되도록 이동시킨다. 이 위치에서, 검출장치(W)상에 나타나는 x축의 값을, 기준 원점의 x좌표로서 설정한다;
(5) 설계기준상태(편심이 없는 상태)에서의 렌즈계(L)의 설계데이터에 의거해서, 계산장치(P)에서는, 제 1면에서 최종면까지의 각각에 대한 설계상의 겉보기 곡률중심, 겉보기 정점 및 곡률반경을 계산하며, 단, 렌즈계(L)의 제 1면의 정점이 기준 원점이다;
(6) 각 측정대상면에 대한 계산된 설계상의 겉보기 곡률중심의 위치에 지표 차트(T)의 투영상이 투영되도록, 검출장치(W)상에 나타나는 x축의 이동량을 확인하면서 가동 스테이지(Q)를 이동시킨다;
(7) 지표 차트(T)의 반사상인 제 1상을 관찰계의 결상면(결상면 차트(I))에 결상시키고 접안렌즈(E)를 통해 관찰한다;
(8) 측정대상 면에 편심이 있는 경우, 제 1상은, 결상면 차트(I)의 원점으로부터 벗어나 있고, 이것은 제 2상의 위치에 상당할 수도 있다. 이 벗어남량을 구하기 위해, 가동 스테이지(S)를 이동시켜, 제 1상을, 몇몇 실시형태예에 있어서 제 2상의 위치인 결상면 차트(I)의 원점과 일치시킨다. y 및 z 방향에 있어서의 이 위치에 대한 가동 스테이지(S)의 이동량 ΔY 및 ΔZ는, 검출장치(W)에 의해 검출하고, 그 검출값을 계산장치(P)에 보낸다. 이들 값은 측정된 겉보기 곡률중심의 위치에 상당한다.
렌즈계(L)에 편심이 존재하지 않고, 렌즈계(L)의 광축이 측정기준축(C)과 일치하고 있다면, 설계상의 겉보기 곡률중심의 위치에 대해 투영된 지표 차트(T)의 광선은, 측정대상 면에 의해 반사되어, 해당 면에 이르는 광로를 따라 역으로 되돌아온다. 되돌아온 광선은 하프 미러(H)에 의해 두 부분으로 나뉘고; 그중 한쪽은 지표 차트(T)위에 결상되며, 다른 한쪽은, 하프 미러(H)의 중심으로부터 떨어져서 지표 차트(T)와 등거리에 있는 동시에 접안계에 속하는 결상면 차트(I)위에 결상된다. 렌즈계(L)에 편심이 존재하지 않고, 렌즈계(L)의 광축이 측정기준축(C) 과 일치하고 있으면, 반사상인 제 1상은, 관찰계의 결상면 차트(I)의 중심에 존재하는 원점 또는 몇몇 실시형태예에서는 제 2상과 일치한다.
렌즈계(L)에 편심이 존재하면, 제 1상은, 관찰계의 결상면 차트(I)의 원점 또는 몇몇 실시형태예에서는 제 2상으로부터 벗어나 있다. 본 실시형태예에서, 검출장치(W)는 가동 스테이지(S)의 이동량을 검출하고, 계산장치(P)는 실제의 겉보기 곡률중심의 위치를 계산한다. 검출장치(W)는, 각 스테이지의 x, y 및 z축에 배치된 마그네틱 스케일 등의 센서로부터의 이동량에 관한 정보를 판독함으로써 이동량을 검출한다. 본 실시형태예에서는, 측정기준축(C)에 대한 가동 스테이지(S)의 이동량 ΔY 및 ΔZ(평행 편심)는 측정대상 면의 겉보기 곡률중심의 위치에 있어서의 평행 편심량과 동일하다.
이미 제안된 방법에서, 측정대상면의 겉보기 곡률중심의 위치에 있어서의 평행 편심량 ΔY 및 ΔZ를 구하기 위해서는, 관찰계에 있어서의 곡률중심의 반사상인 제 1상의 변위량 ΔY' 및 ΔZ'를 검출하고, 그 검출된 값에 콜리메이터 대물렌즈의 투영배율을 곱해서 얻어진 값을, 반사상이 2배이므로, 2로 나눈다. 따라서, 콜리메이터 대물렌즈를 새것으로 교환하거나 그의 초점길이를 변경한 경우에는, 해당 렌즈를 교환하거나 초점길이를 변경할 때마다, 콜리메이터 대물렌즈의 투영배율을 계산전의 소정의 배율로 변경할 필요가 있다.
적어도 하나의 실시형태예에 의한 적어도 하나의 방법에 있어서, 스테이지의 이동량 ΔY 및 ΔZ는, 콜리메이터 대물렌즈의 투영배율과 독립적으로 계산하고, 즉, 이동량은 측정대상 면의 겉보기 곡률중심의 위치의 평행 편심량과 동일하게 된 다. 따라서, 적어도 하나의 실시형태예에 있어서, 계산장치(P)에 의해 이용된 계산알고리즘은, 종래의 방법에 이용된 알고리즘보다도 단순할 수 있다. 또 다른 실시형태예에 있어서, 알고리즘은, 정밀도를 향상시키기 위해, 종래 사용된 알고리즘에 비해서 동일 또는 보다 복잡하게 할 수도 있었다.
적어도 하나의 실시형태예에 의한 해석 및 표시방법을 도 3의 순서도에 표시한다.
스텝 S1에서는, 렌즈계(L)에 대한 공지의 데이터(예를 들면, 곡률반경, 면간격, 굴절률 및 광선에 대한 유효 구경)를 계산장치(P)에 입력한다. 렌즈계(L)가 복수의 렌즈군(예를 들면, 줌렌즈)을 포함하고 있을 경우, 각각의 렌즈군의 정보는 함께 입력된다. 이러한 데이터가 미리 입력되어 있으면, 스텝 S1은 생략한다.
스텝 S2에서는, 렌즈계(L) 전체의 단면도를 표시하는 스케일링 배율을, 렌즈계(L)의 단면도가 계산장치(P)의 표시화면에 표시되도록 설정한다. 또한, 상기 단면도는, 적절한 크기로 출력장치(J)에서 출력매체(예를 들면, 지면)로 출력될 수 있다. 표시화면에 적절한 크기로 렌즈계(L)의 단면도를 표시하기 위한 스케일링 배율은, 렌즈계(L)의 면간의 간격을 나타내는 데이터로부터 광축의 크기를 산출함으로써 계산된다. 수직(수평)방향의 크기는, 유효구경을 나타내는 데이터로부터 산출된다. 또 다른 실시형태예에 있어서, 표시용의 스케일링 배율은, 선택된 값일 수도 있고, 또한, 계산장치(P)의 연산전 또는 연산동안에 구해질 수도 있다.
스텝 S2에서는, 표시된 편심을 과장하기 위한 과장배율도 설정된다. 이 과장배율의 설정은, 편심공차에 관련시킬 수 있다. 예를 들면, 유효구경 φ 20㎜인 렌즈를 상정해서, 편심오차 ±0.1㎜를, 편심이 과장되어 표시된 렌즈의 단면도에 있어서 최대유효구경내에 ±10㎜로 표시하기 위해서는, 편심을 과장하기 위한 과장배율을 10/0.1, 즉, 100배로 한다. 따라서, 이 특정예에서는, 측정된 편심에 100의 과장배율을 곱해서 과장된 표시편심을 유도한다.
적어도 하나의 실시형태예에 있어서, 하나의 렌즈계(L)의 편심측정결과를, 등가의 편심오차를 지닌 다른 렌즈계(L)의 것과 비교한 경우, 과장되어 표시된 편심은 유사하게 되므로, 이 특정 실시형태예에서는, 해당 과장은 거의 동일하게 된다.
스텝 S3에서는, 렌즈계(L)의 각 면의 겉보기 곡률중심에 관한 정보가, 편심을 측정하기 위한 장치로부터 얻어진다. 해당 정보를 얻는 방법은, 장치로부터 측정치를 순차 얻는 방법 뿐만 아니라, 기록매체위에 측정된 편심에 대한 측정값을 나타내는 정보를 보존하고, 해당 보존된 정보를 검색하는 방법이어도 된다. 정보보존에는, 각종 기억매체를 이용할 수 있다(예를 들면, 디스크, 테이프, CD, DVD, RAM, SDRAM, 플래쉬 메모리, 당업자에게 공지된 기타 기억매체 등).
스텝 S4에서는, 렌즈계(L)에 대한 공지의 입력데이터와 각 면의 측정된 겉보기 곡률중심을 나타내는 정보로부터 실제의 곡률중심의 위치를 산출한다(예를 들면, 선택된 수의 렌즈면에 대해서 광학적 계산을 통해). 적어도 하나의 실시형태예에 있어서, 겉보기 곡률중심은, (예를 들면, 오토콜리메이션에 의해) 측정될 수 있고, 실제의 곡률중심은 (예를 들면, 광학적 근축계산에 의해) 물점과 상점간의 관계로부터 산출될 수 있다.
스텝 S5에서는, 각 렌즈소자의 광축을 산출한다. 광축은, 각 렌즈소자의 제 1면의 실제의 곡률중심과 제 2면(상과 접하는 면)의 실제의 곡률중심을 연결하는 직선에 의해 정의된다.
적어도 하나의 실시형태예에 있어서, 광축은, 직선에 의해 교차된 두 면(예를 들면, 제 1렌즈면과, 대향하는 제 2렌즈면)의 법선간에 정의된 각이 최소로 되는 직선으로서 정의된다.
스텝 S6에서는, 렌즈계 전체와 각 렌즈군에 대해 가장 적합한 평가축을 설정한다. 적어도 하나의 실시형태예에 있어서, 평가축은, 렌즈계 전체와 각 렌즈군을 나타내는 평균축으로서 구해도 되고, 또는 어느 입력값으로 설정해도 된다.
평가축으로서 작용하도록 평균축을 설정하는 데는 몇가지 접근법이 있고, 이하에 설명하는 또는 당업자에게 공지된 방법의 어느 것이라도 적어도 하나의 실시형태예의 범위내에 들어오는 것으로 하고자 한다. 평가축을 구하는 방법의 몇가지 예는 다음과 같다. 즉,
평가축을 설정하고자 하는 렌즈군의 각 면의 곡률중심으로부터의 차가 최소화법(예를 들면, 최소 2승법)에 의해 최소로 되는 것을 만족하는 직선을 구하는 방법;
평가축을 설정하고자 하는 렌즈군내의 각 렌즈소자의 광축의 중심으로부터의 차가 최소화법(예를 들면, 최소 2승법)에 의해 최소로 되는 것을 만족하는 직선을 구하는 방법;
평가축을 설정하고자 하는 렌즈군내의 각 렌즈소자의 광축에 있어서의 평행 편심성분의 양의 단순평균과 경사편심성분의 양의 단순평균을 산출하는 방법.
마찬가지로, 적어도 하나의 실시형태예에 있어서, 직선과 두 렌즈면의 교차에 의해 형성된 각도가 최소화되는 직선광축을 얻는 상기 방법을 사용해서 평균축을 정의하는 것도 가능하다. 예를 들면, 각도의 최소화는 적어도 제곱법 또는 당업자에게 공지된 기타 최소화법을 이용해서 수행할 수 있고, 얻어진 광축은 평균축으로 사용한다.
적어도 하나의 또 다른 실시형태예에 있어서, 평균축의 또 다른 정의는, 각도와 굴절률 가중치의 최소치를 이용할 수 있다. 예를 들면, 각도는, 평가축을 설정하고자 하는 렌즈군의 각 면과 교차하는 직선과 각 교점에서의 법선사이에 정의할 수 있다. 굴절률 가중치는, 관련된 면의 앞면과 그의 뒷면간의 굴절률차로 정의할 수 있다. 다음에, 상기 각도와 굴절률 가중치의 값과의 곱을 (예를 들면, 최소 2승법에 의해) 최소로 할 수 있다.
스텝 S7에서는, 렌즈계(L)의 각 렌즈소자의 광축을, 렌즈계 전체의 평가축과 계산장치(P)에 의해 산출할 수 있다. 다음에, 각 렌즈군의 편심량을 확대(과장)하기 위한 과장배율을 적용하고, 계산장치(P)의 표시화면에 확대된(과장된) 편심을 지닌 렌즈계의 단면도를 표시한다. 용어 "과장" 또는 "확대"는, 과장배율로 곱해서 이루어진 변형된 산출 편심을 지칭하는 데 이용된다. 또, 용어 "스케일링 배율"이란, 표시용의 단면도를 변경하기 위한 상황에 사용된다. 상기 두 용어, 과장배율과 스케일링 배율은 독립적인 값이므로, 과장배율은 스케일링 배율과 동일한 값일 필요는 없다.
편심이 존재하지 않는 설계기준상태의 각 렌즈의 형상은, 두 면을 포함하고, 해당 두 면사이의 간격이 렌즈계의 렌즈소자를 구성하는 렌즈계 성질(예를 들면, 곡률반경, 유효 구경)을 나타내는 데이터로부터 구한다. 이어서, 구해진 렌즈형상에는, 렌즈형상을 표시하기 위한 스케일링 배율을 곱하고, 각 렌즈소자의 렌즈형상을 나타내는 좌표에 관한 데이터를 계산한다. 각 렌즈소자의 계산된 광축과 측정기준축간의 차가 편심량이다. 평행 편심량과, 각 렌즈소자의 편심량에 있어서의 편심의 경사량의 탄젠트성분에는 각각 과장된 편심을 표시하기 위한 평행 편심과 경사편심을 계산하기 위해 편심과장용의 과장배율을 곱한다. 편심상태의 렌즈형상의 좌표는, 좌표변환에 의해 계산한다.
과장된 편심을 지닌 렌즈의 단면도는, 편심상태의 각 렌즈소자용의 데이터에 따라 표시화면에 표시될 수 있고, 상기 데이터는 좌표변환을 실시한 것이다. 각 렌즈소자의 광축과 함께 과장된 편심을 지닌 렌즈의 각 렌즈소자의 단면도를 표시함으로써, 관찰자가 편심이 존재하는지의 여부를 용이하게 파악할 수 있게 해준다.
또, 렌즈계 전체의 평가축, 각 렌즈군의 평가축 및 편심이 존재하지 않는 설계기준상태의 렌즈는, 선택에 의거한 지시에 응답해서 과장된 편심을 지닌 렌즈의 단면도에서 표시되거나 은폐될 수 있다. 예를 들면, 유저 인터페이스(예를 들면, 마우스, 키보드)를 사용하는 사용자는, 설계기준상태를 표시하도록 선택할 수 있다.
스텝 S8에서는, 과장된 편심을 지닌 렌즈의 표시단면도로부터, 렌즈계(L)에 설정된 편심공차를 초과하는 편심이 존재하는지의 여부를 판정한다. 이러한 편심 이 존재하면, 실제로 렌즈계(L)에 큰 편심오차가 존재하는지 또는 그 편심이 측정오차로부터 기인하는 것인지의 여부를 판정하기 위해 편심을 재차 측정한다. 재측정처리로부터 동일한 결과가 얻어진 경우에는, 실제로 렌즈계(L)에 큰 편심오차가 존재하고 있는 것으로 판정한다.
스텝 S9에서는, 필요에 따라, 과장된 편심을 지닌 렌즈의 단면도를, 출력장치(J)로부터, 종이, 자기기록매체 또는 광기억매체 등의 기록매체로 출력한다. 과장된 편심을 지닌 렌즈의 단면도를 출력하기 위한 방법의 예로서는, 프린터로부터 그것을 나타내는 방법, 즉, 인쇄출력하는 방법이나, 다른 퍼스널 컴퓨터 등으로 표시가능한 비트맵형식 또는 JPEG(joint photographic experts group)형식 등의 형식으로 자기기록매체, 광기억매체 또는 기타 사람들에게 공지된 전자기억매체에 출력하는 방법을 들 수 있다.
스텝 S10에서는, 필요에 따라, 편심량에 관련된 수치데이터를 출력장치(J)로부터 기록매체에 출력한다. 수치데이터를 출력하는 방법의 예로서는, 평행 편심성분과 경사 편심 성분을 조합해서 프린트하는 방법이나, 기타 퍼스널 컴퓨터 등에 표시가능한 텍스트형식으로 기록매체에 출력하는 방법을 들 수 있다.
적어도 하나의 실시형태예에 의한 방법으로 표시되는 렌즈계의 단면도의 예에 대해 이하 설명한다. 기타 단면도 및 이들을 표시하는 방법은, 실시형태예의 범위내에 포함되며, 이하의 설명은 해당 범위를 제한하는 것으로 해석해서는 안된다.
도 4는 편심을 과장해서 표시하는 렌즈계의 단면도의 일례를 표시한 것이다. 도 4에 있어서, 왼쪽은 물체에 대면하는 쪽을 나타내고, 오른쪽이 상에 대면하는 쪽을 나타낸다. 도 4는, 측정대상 렌즈계의 일례, 이 예에서는, 왼쪽에서부터 오른쪽으로 배치된 11개의 렌즈소자(G1) 내지 (G11)로 이루어진 줌렌즈를 나타내고, 이들 11개의 렌즈소자는 4개의 렌즈군으로 나뉘어져 있다. 렌즈소자(G1) 내지 (G3)는 제 1렌즈군을 구성하고, 렌즈소자(G4) 내지 (G6)는 제 2렌즈군을 구성하고, 렌즈소자(G7) 내지 (G9)는 제 3렌즈군을 구성하고, 렌즈소자(G10) 및 (G11)는 제 4렌즈군을 구성한다.
도 4에 있어서, 측정기준축(400)은 일점 쇄선으로 표시되고, 렌즈계 전체의 평가축(410)은 굵은 선으로 표시되고, 렌즈군(420), (421), (422), (423)의 각각의 평가축은, 각 렌즈군을 통해 중간굵기의 선으로 표시되고, 각 렌즈소자의 광축은 옅은 선(예를 들면, (430), (431))으로 표시되어 있다.
렌즈계 전체의 평가축(410)과 렌즈군(420, 421, 422, 423)의 평가축의 각각은, 평가축과 각 렌즈면의 법선간에 이루는 각도가 최소로 되도록 최소 2승법에 의해 구해진 평균축으로서 설정된다. 하지만, 상기 설명한 바와 같이, 평가축은 그러한 평균축으로 한정되지 않는다. 평가축은 어떠한 적절한 값으로 정의되어도 된다.
줌렌즈의 편심상태를 광각단과 망원단에서 측정할 경우, 일단부에서의 렌즈계 전체의 평균축은, 렌즈계에 존재하는 편심상태에 따라, 타단부에서의 평균축과는 달라도 된다. 몇몇 경우, 줌조작에 의해 렌즈계의 편심상태의 변화를 결정하기 위해 광각단과 망원단에서의 하나의 평가축을 이용해서 렌즈를 평가할 수 있다. 이를 위해, 광각단과 망원단에서의 렌즈계 전체의 평균축을 고려해서 적절한 평균축을 설정함으로써 광각단과 망원단에서 동일한 평가축으로 렌즈를 평가하는 것이 바람직하다. 평가축의 각각을 표시하는 것의 여부는 자유롭게 선택할 수 있다.
도 4에서 이용된 특정 좌표계는, 도 5에 표시되어 있으나, 좌표계의 개수는 어떠한 개수로 이용해도 되고, 당업자에게 공지된 기타의 좌표계도 적어도 하나의 실시형태예의 범위내에 들어가는 것으로 한다. 도 5에 있어서, 좌표계는, 마쯔이 요시야의 "렌즈계 설계법"(공립출판사)에 기재되어 있다. 도 5에 표시된 바와 같이, 물체에 대면하는 쪽으로부터 상에 대면하는 쪽까지의 거리는 양으로 한다. 또, 광축은 x축으로 한다. x축과 직교하는 축은 y축이고, 바닥으로부터 정상부까지 y축을 따른 거리가 양이다. x축 및 y축과 직교하는 축이 z축이고, 양의 z축은, 지면에서 왼쪽에서부터 오른쪽으로 향하는 방향으로, 오른손의 법칙의 좌표계를 이룬다.
도 4에 있어서, 렌즈계의 편심상태는 과장된 편심을 지닌 렌즈의 두 단면도를 조합해서 표시한 것이다. 그중 하나는 측면으로부터 보아서, x축과 y축으로 정의된, 도 4에 있어서 "측면도"라 칭하는 제 1단면도(440)이다. 또 다른 하나(450)는, 바닥쪽으로부터 보아서, x축과 z축으로 정의된, 도 4에 있어서 "밑면도"라 칭하는 제 2단면도이다. 이들 두 단면도를 조합함으로써, 관찰자는, 렌즈계가 수직방향과 수평방향으로 어떻게 편심되어 있는 가를 시각적으로 이해할 수 있게 된다.
렌즈형상을 표시하기 위한 스케일링 배율은, 렌즈의 단면도가 적절한 크기로 표시화면에 표시되도록 자유롭게 설정될 수 있다.
렌즈형상을 표시하는 설정된 스케일링 배율과 정합성이 있는 스케일은 도 4의 하부에 표시되어 있다.
렌즈계에 존재하는 편심량이 매우 작으므로, 측정된 편심량을 렌즈의 실제의 배율로 표시하게 되면, 관찰자는 편심상태를 시각적으로 인식할 수 없게 된다. 따라서, 편심을 과장하는 과장배율은, 편심량이 시각적으로 인식가능하도록 자유롭게 설정할 수 있다. 편심을 과장하기 위한 설정된 과장배율과 정합성이 있는 스케일은 도 4의 왼쪽 부분에 표시되어 있다.
렌즈의 편심량을 수치로서 표시하기 위해, 평행 편심량과 경사 편심량이 표시된다. 평행 편심량은 통상 밀리미터로 표시되고, 경사 편심량은 각도측정에 있어서 분 또는 초로 표시된다.
과장된 편심을 지닌 렌즈의 단면도를 나타내기 위해, 평행 편심량에, 편심과장용의 과장배율을 직접 곱한다. 한편, 경사 편심량에 편심과장용의 과장배율을 직접 곱하는 것은 단점을 지닌다. 경사 편심량에 큰 과장배율을 곱할 경우, 그 과장된 경사편심량이 과장된 평행 편심량에 비해 지나치게 커진다. 이것에 의해, 평행 편심량과 경사 편심량간에 균형이 깨져서, 과장된 편심을 지닌 렌즈의 변형된 단면도로 될 수 있다
적어도 하나의 실시형태예에 있어서, 경사편심량의 탄젠트에 편심과장용의 과장배율을 곱해서 과장된 경사편심을 표시하기 위한 과장된 각도를 구한다. 이 적어도 하나의 실시형태예에 의한 특정 방법은, 평행 편심량과 경사 편심량간에 균 형을 이룰 수 있게 한다. 따라서, 편심과장용의 과장배율이 큰 값으로 설정된 경우에도, 과장된 경사와 평행편심을 지닌 렌즈의 단면도를 적절하게 표시할 수 있게 된다.
도 6은 도 4에 표시된 바와 동일한 편심상태를 나타낸 것이다. 그러나, 도 6에 있어서는, 렌즈계 전체의 평균축이 도시되어 있지 않고, 측정기준축(x축)이 렌즈계 전체의 평가축으로서 설정되어 있다. 적어도 하나의 실시형태예에 있어서, 렌즈계의 편심측정은, 렌즈를 부착하는 기준면이 편심측정기준축과 일치하고 있는 경우의 편심을 측정하며, 여기서, 상기 기준면은 렌즈계의 설계기준으로서 기능한다. 이 경우, 측정기준축은, 설계기준시 광축과 일치하고, 렌즈계 전체의 평가축으로서 측정기준축을 설정하는 것이 바람직하다. 실제의 렌즈소자가 설계기준상태에 대해서 어떻게 편심되어 있는지를 명백하게 표시하기 위해, 설계기준시의 렌즈는, 강조되지 않은 윤곽선(예를 들면, Z1 내지 Z11)으로 그려져 있는 반면, 실제로 편심되어 있는 렌즈는, 강조된 윤곽선(예를 들면, G1 내지 G11)으로 나타내고 있다.
설계기준상태의 렌즈를 표시하거나 표시하지 않거나의 여부는, 자유롭게 선택할 수 있다.
도 7은, 적어도 하나의 실시형태예에 의해, x축과 y축으로 정의된 단면에 있어서 광각위치의 끝과 망원위치의 끝에서의 편심측정결과를 표시하는 예를 나타낸 것이다. 도 7에 있어서, 광각위치의 끝에서의 편심상태를 나타내고 있는 과장된 편심을 지닌 렌즈의 제 1단면도가 상부(700)에 표시되어 있고, 망원위치의 끝에서 의 편심상태를 나타내고 있는 과장된 편심을 지닌 렌즈의 제 2단면도가 하부(710)에 표시되어 있다.
줌조작시, 도 7을 참조하면, 제 1렌즈군(예를 들면, S1, S2 및 S3)과 제 3렌즈군(예를 들면, S7, S8 및 S9)은 상면에 대해서 움직이지 못한다. 제 2렌즈군 (예를 들면, S4, S5 및 S6)은, 하부(710)에 표시한 바와 같이, 렌즈계가 줌조작에 의해 광각단에서부터 망원단으로 이동할 경우 물체와 대면하고 있는 쪽ⓐ으로부터 상면과 대면하고 있는 쪽ⓑ으로 단조롭게 이동한다. 제 4렌즈군(예를 들면, S10 및 S11)은, 렌즈계가 줌조작에 의해 광각단에서부터 망원단으로 이동하면서 물체에 대면하고 있는 쪽으로 이동한 후 볼록형상의 궤도를 그리도록 상면에 대면하고 있는 쪽으로 이동한다. 도 7에 있어서, 각 렌즈군의 궤도는 화살표를 지닌 선으로 표시되어 있다.
도 7은, 과장된 편심을 지닌 렌즈의 단면도에 있어서 제 2렌즈군이 크게 편심되어 있는 특정예를 도시한 것이다. 광각단ⓐ에서의 이 제 2렌즈군을 망원단ⓑ에서의 것과 비교하면, 편심을 시각적으로 인식할 수 있어, 편심오차의 원인을 찾기가 용이해진다.
도 7의 광각위치의 끝에서의 편심상태를 표시하는 제 1단면도(700)에 있어서, 망원단ⓑ에서의 제 2렌즈군이 점선으로 그려져 있다. 마찬가지로, 도 7의 망원단에서의 편심상태를 표시하는 제 2단면도에 있어서, 광각단ⓐ에서의 제 2렌즈군은, 점선으로 그려져 있다.
예시된 실시형태예에 있어서, 경사편심은, 줌조작에 의해 이동되는 슬라이딩 유닛의 가이드에 존재한다. 또한, 이 도면은, 줌조작에 기인하는 제 2렌즈군의 이동량이 28㎜이고 줌조작시의 제 2렌즈군의 편심상태에 있어서의 평행편심량이 0.05㎜인 것을 나타내고 있다. 따라서, 제 2렌즈군용의 슬라이딩 유닛의 가이드의 경사량은, tan-1(0.05/28), 즉, 6분인 것을 쉽게 구할 수 있다. 다시 말하면,상기 이동량이 x축을 따라 제 2렌즈군의 평균축으로부터 측정되는 경우, x축상에 투영된 최종의 제 1면 정점에 대해서 어긋난 x축에 의한 방해점을 쉽게 구할 수 있다. 이 편심문제를 해결하기 위해서는, 렌즈형상을 표시하는 스케일링 배율용의 스케일로 광축상의 38㎜부근의 지점에 대해서 슬라이딩 유닛의 가이드의 경사 편심을 보정할 필요가 있는 것을 쉽게 이해할 수 있다.
도 8은, 적어도 하나의 실시형태예에 의한 과장된 편심을 지닌 렌즈계의 단면도이다. 이 단면도도 제 2렌즈군이 크게 편심되어 있는 상태를 표시하고 있다. 도 8에 있어서, 광각위치의 끝에서의 렌즈계의 편심상태는 도 7의 것과 마찬가지이지만, 망원단ⓒ에서의 제 2렌즈군의 편심상태가 다르다. 망원단에서의 제 2렌즈군의 편심상태는, 위치ⓐ로부터 위치ⓒ까지 렌즈계 전체의 평가축(x축)과 평행하게 이동된다. 도 8에 표시한 예에서는, 줌조작시 경사 편심의 편심오차성분이 제 2렌즈군의 슬라이딩 유닛의 가이드에 실제로 존재하지 않는다. 오히려 6분의 편심의 경사량이 슬라이딩 유닛(도시생략)에 대해서 제 2렌즈군의 렌즈지지프레임의 경사에 의해 유발되고 있다.
따라서, 예시된 이 예에서는, 제 2렌즈군의 렌즈지지프레임의 경사를 6분 보 정하고, 평행 편심량을 0.05㎜ 보정할 필요가 있다.
이와 같은 방법으로 과장된 편심을 지닌 렌즈의 단면도로 편심의 측정결과를 표시함으로써, 편심측정결과를, 렌즈설계자, 렌즈경통 설계자, 부품가공담당자, 부품조립담당자 및 렌즈계평가담당자가 용이하게 파악할 수 있게 해준다. 또한, 과장된 편심을 지닌 렌즈의 단면도에 표시된 렌즈계에 존재하는 편심상태를 해석함으로써, 편심문제에 대한 해결책에 용이하게 도달해 수행하는 것이 가능해진다.
실시형태예들이 많은 광학 설계상황에서 도움을 줄 수 있고, 다음과 같은 것은, 단지 예시를 위해 제공되었을 뿐 한정할 목적은 아니다. 예를 들면, 이하의 상황은 실시형태예에 의해 도움을 줄 수 있다. 즉,
(a) 흔한 경우로서, 렌즈경통의 개별의 부품이 가공공차내에 가공되어 있다고 해도, 조립된 상태의 렌즈경통은, 예상이상으로 편심오차를 지니는 경우가 있다. 이것은, 조립동안 렌즈경통에 예상외의 변형이 발생되는 경우가 있기 때문이다. 과장된 편심을 지닌 렌즈의 단면도에 표시된 조립상태에서의 렌즈계의 편심을 해석함으로써, 렌즈경통의 설계자는, 문제가 어디에 존재하는 지를 파악하는 실마리를 찾을 수 있고, 또한, 렌즈경통의 구조의 면에서 이 문제를 해결하기 위한 유효한 정보를 얻는 것이 가능하다;
(b) 렌즈경통의 부품가공담당자는, 실제의 렌즈계와 과장된 편심을 지닌 렌즈계의 단면도를 비교함으로써 어느 부품이 가공오차에 문제가 있는 지를 파악할 수 있다. 또한, 보정대상 부품과, 해당 부품내의 보정대상 부분 및 보정대상 정도를 용이하게 파악할 수 있다;
(c) 부품조립담당자는, 실제의 렌즈계와 과장된 편심을 지닌 렌즈계의 단면도를 비교함으로써 편심이 존재하는 부품, 해당 부품의 편심이 존재하는 부분 및 편심이 존재하는 방향을 파악할 수 있다. 그 결과, 렌즈경통을 조립할 때에 편심오차를 제거한 쪽으로 부품을 조립하거나, 스페이서나 워셔를 이용한 보정 등의 편심문제에 대한 대책을 취할 수 있다;
(d) 렌즈계 평가담당자는, 렌즈계의 편심상태를 파악함으로써, 한쪽의 화상흐림이나 플레어(flare) 등의 편심에 의해 초래된 문제와 편심과의 관계를 용이하게 파악할 수 있다. 따라서, 렌즈경통 부품가공담당자 및 부품조립담당자와 연관해서 고품질의 렌즈계를 안정적으로 생산할 수 있게 된다.
이상, 적어도 하나의 실시형태예를 이용함으로써, 렌즈계의 편심상태의 측정법을 향상시킬 수 있고, 이 때의 적어도 하나의 실시형태예는 다수의 렌즈소자(예를 들면, 줌 렌즈)를 포함할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 실시형태예를 이용함으로써, 렌즈계의 편심문제를 해석해서 역점을 두어 대처하는 것이 가능해진다.
이상, 실시형태예들를 제시해서 설명하였으나, 기타 다른 실시형태예들도 가능하며, 적어도 하나의 실시형태예는, 첨부된 특허청구범위의 정신과 범위내에 포함되는 각종 변형 내지는 균등의 구성을 망라하도록 의도된 것이다. 이하의 특허청구의 범위는, 그러한 모든 변형과 균등의 구성 내지는 기능을 망라하도록 최광의로 해석할 필요가 있다.

Claims (21)

  1. 측정대상 렌즈계에 포함되어 있는 복수의 측정대상면의 각각의 설계상의 겉보기 곡률중심의 위치에 지표를 순차 투영하는 공정과;
    상기 지표의 각 측정대상면에 의한 반사상의 상태로부터 구한 각 측정대상면의 편심량을 표시하는 공정을 구비하는, 편심측정결과의 표시방법으로서,
    상기 편심량의 표시는, 상기 편심량을 과장하기 위한 과장배율을 이용해서 해당 편심량을 과장하고, 상기 렌즈계를 표시하는 렌즈계의 스케일링 배율을 이용해서 상기 과장된 편심량을 상기 렌즈계의 단면도에 표현하는 방식으로 행하고, 상기 스케일링 배율과 상기 과장배율은 독립적으로 값을 지니는 것을 특징으로 하는 편심측정결과의 표시방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 편심량의 과장은, 상기 편심량에 있어서의 편심의 경사량의 탄젠트 성분에 상기 편심량을 과장하기 위한 상기 과장배율을 곱하고, 상기 편심량에 있어서의 편심의 시프트량에 직접 상기 편심량을 과장하기 위한 상기 과장배율을 곱하는 방식으로 행하여, 상기 과장된 편심량이 표현되는 것을 특징으로 하는 편심측정결과의 표시방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 편심량의 표시는, 광축을 따른 길이를 나타내는 제 1스케일과 상기 광축에 직교하는 방향으로 편심량을 나타내는 제 2스케일이 표현되 는 방식으로 행하는 것을 특징으로 하는 편심측정결과의 표시방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 편심량의 표시는, 상기 렌즈계의 광축을 x축, 상기 광축에 직교하는 축을 y축, 상기 x축 및 y축에 직교하는 축을 z축이라 할 때, 상기 x축과 y축으로 정의되는 단면과 x축과 z축으로 정의되는 단면의 2개의 단면에 의해 상기 렌즈의 편심상태를 나타내는 방식으로 행하는 것을 특징으로 하는 편심측정결과의 표시방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 편심량의 표시는, 상기 과장된 편심량을 지닌 렌즈계의 단면도가 강조선으로 표현되고, 측정기준축에 대해서 편심하고 있지 않은 기준상태의 상기 렌즈계의 단면도가 강조되지 않은 선으로 표현되는 방식으로 행하는 것을 특징으로 하는 편심측정결과의 표시방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 편심량의 표시는, 상기 렌즈계의 평가축, 상기 렌즈계를 분할한 각 렌즈군의 평가축에 대해서 구해진 평균축 및 각 렌즈소자의 광축이 표현되도록 행하는 것을 특징으로 하는 편심측정결과의 표시방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 편심량의 표시는, 상기 렌즈계의 다른 포커스상태 및 상기 렌즈계의 다른 줌상태에 있어서의 렌즈계의 편심의 측정결과중의 하나가 표현되도록 행하는 것을 특징으로 하는 편심측정결과의 표시방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 편심량의 표시는, 상기 과장된 편심량이 표시장치에 표현되도록 행하는 것을 특징으로 하는 편심측정결과의 표시방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 편심량의 표시는, 상기 과장된 편심량이 인쇄장치로부터 매체상에 표현되도록 행하는 것을 특징으로 하는 편심측정결과의 표시방법.
  10. 편심 데이터를 얻는 공정과;
    상기 편심 데이터에 과장배율을 곱해서 과장된 편심 데이터를 작성하는 공정과;
    렌즈계의 데이터를 얻는 공정과;
    상기 렌즈계의 데이터에 스케일링 배율을 곱해서 크기조정된 렌즈계 데이터를 작성하는 공정과;
    상기 과장된 편심데이터와 상기 크기조정된 렌즈계 데이터를 디스플레이상에 표시하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 편심표시방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 과장배율은 사용자가 입력하는 것을 특징으로 하는 편심표시방법.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 스케일링 배율은 사용자가 입력하는 것을 특징으로 하는 편심표시방법.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 편심데이터는 편심측정장치의 스테이지의 이동거리를 이용해서 산출되는 것을 특징으로 하는 편심표시방법.
  14. 제 10항에 있어서, 상기 렌즈계는 렌즈군을 포함하고, 상기 렌즈군은 적어도 2개의 렌즈소자를 포함하고, 상기 렌즈계 데이터는, 상기 렌즈소자에 대한 광학 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 편심표시방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 광학 정보는, 상기 렌즈소자의 광축에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 편심표시방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 렌즈소자들과 그들의 각각의 광축을 표시하는 공정을 또 구비한 것을 특징으로 하는 편심표시방법.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 광학정보를 이용해서 평균축을 산출하는 공정과;
    상기 평균축을 표시하는 공정을 또 구비한 것을 특징으로 하는 편심표시방법.
  18. 제 17항에 있어서, 기준렌즈계 데이터를 얻는 공정을 또 구비한 것을 특징으 로 하는 편심표시방법.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 기준렌즈계 데이터에 스케일링 배율을 곱해서 크기조정된 기준렌즈계 데이터를 작성하는 공정과;
    상기 크기조정된 기준렌즈계 데이터를 표시하는 공정을 또 구비한 것을 특징으로 하는 편심표시방법.
  20. 제 19항에 있어서, 평행 편심 및 경사편심의 보정치를 산출하는 공정과;
    상기 보정치를 표시하는 공정을 또 구비한 것을 특징으로 하는 편심표시방법.
  21. 렌즈계 데이터를 수신하고 해당 렌즈계 데이터를 계산장치에 송신하는 공정과;
    적어도 2개의 렌즈소자면을 지닌 렌즈소자를 적어도 2개 포함하는 렌즈계 전체의 단면도를 디스플레이상에 표시하기 위한 스케일링 배율을 얻는 공정과;
    상기 적어도 2개의 렌즈소자의 각 렌즈소자면의 겉보기 곡률중심의 정보를 포함하는 정보를 얻는 공정과;
    선택된 렌즈소자면의 수의 실제의 곡률중심의 위치를 산출하는 공정과;
    적어도 2개의 렌즈소자중의 각 렌즈소자의 광축을 산출하는 공정과;
    평가축을 얻는 공정과;
    상기 적어도 2개의 렌즈소자중의 하나의 렌즈소자의 실제의 곡률중심과 광축중의 적어도 하나를 이용해서 편심량을 산출하는 공정과;
    상기 편심량에 과장배율을 적용해서 과장된 편심량을 작성하고, 해당 과장된 편심량을 디스플레이상에 표시하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 편심표시방법.
KR1020050044307A 2004-05-28 2005-05-26 편심측정결과의 표시방법 KR100742801B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004159449A JP4298587B2 (ja) 2004-05-28 2004-05-28 偏心測定結果の表示方法
JPJP-P-2004-00159449 2004-05-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060048109A KR20060048109A (ko) 2006-05-18
KR100742801B1 true KR100742801B1 (ko) 2007-07-25

Family

ID=35424814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050044307A KR100742801B1 (ko) 2004-05-28 2005-05-26 편심측정결과의 표시방법

Country Status (5)

Country Link
US (2) US7511803B2 (ko)
JP (1) JP4298587B2 (ko)
KR (1) KR100742801B1 (ko)
CN (1) CN100458393C (ko)
TW (1) TWI292475B (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005311766A (ja) * 2004-04-22 2005-11-04 Fuji Xerox Co Ltd 画像読み取り装置
US7379171B2 (en) * 2006-06-28 2008-05-27 Youngtek Electronics Corporation Optical object distance simulation device
KR101119558B1 (ko) 2008-06-10 2012-03-06 후지논 가부시키가이샤 편심량 측정 방법
JP5543765B2 (ja) * 2009-12-08 2014-07-09 株式会社ミツトヨ フィゾー型干渉計、及びフィゾー型干渉計の測定方法
TWI480578B (zh) * 2012-12-06 2015-04-11 Avisonic Technology Corp 偵測廣角鏡頭之光學中心的方法以及光學中心偵測裝置
TWI547708B (zh) * 2013-12-19 2016-09-01 Nat Inst Chung Shan Science & Technology Eccentricity display azimuth scale drawing method
CN105157660B (zh) * 2015-05-05 2018-04-17 中国铁路设计集团有限公司 一种测量gps偏心分量的方法
CN105458834B (zh) * 2015-12-15 2017-06-20 无锡职业技术学院 一种车床尾座偏移的检测装置
JP2018059714A (ja) * 2016-09-30 2018-04-12 キヤノン株式会社 偏芯算出方法、ロータリエンコーダ、ロボットアーム及びロボット装置
JP7191632B2 (ja) * 2018-10-11 2022-12-19 キヤノン株式会社 偏心量測定方法
CN109990983B (zh) * 2019-04-19 2020-12-11 北京理工大学 双边错位差动共焦超长焦距测量方法
CN111123987B (zh) * 2019-12-27 2021-05-18 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种共孔径双波段成像系统光轴平行性调节系统及方法
CN116734775B (zh) * 2023-08-11 2023-12-08 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种非接触式孔垂直度测量方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56160631A (en) 1980-05-15 1981-12-10 Ricoh Co Ltd Measuring apparatus for thickness and eccentricity of lens or the like
JPH04190130A (ja) * 1990-11-22 1992-07-08 Asahi Optical Co Ltd レンズ偏心測定器
JPH04194721A (ja) * 1990-11-28 1992-07-14 Asahi Optical Co Ltd レンズ偏心測定器
JP2003270084A (ja) 2002-03-19 2003-09-25 Olympus Optical Co Ltd レンズ系の偏心測定装置
JP2005164267A (ja) 2003-11-28 2005-06-23 Canon Inc 偏心測定方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5014395Y2 (ko) 1971-06-01 1975-05-06
JPS6088343A (ja) 1983-10-19 1985-05-18 Mitsutoyo Mfg Co Ltd レンズの偏心測定機
JPS63131042A (ja) * 1986-11-20 1988-06-03 Nikon Corp 自動レンズメ−タ
JPS6440824A (en) 1987-08-06 1989-02-13 Canon Kk Image pickup device
JPS6440824U (ko) 1987-09-04 1989-03-10
JP2621119B2 (ja) 1988-10-07 1997-06-18 オリンパス光学工業株式会社 レンズ系の偏心測定方法および装置
JPH0781931B2 (ja) 1989-09-20 1995-09-06 オリンパス光学工業株式会社 レンズ系の偏心測定装置と方法
JPH0739982B2 (ja) 1989-09-26 1995-05-01 オリンパス光学工業株式会社 レンズ系の偏心測定装置用光学系
JPH03270084A (ja) * 1990-03-19 1991-12-02 Murata Mfg Co Ltd 熱電素子の製造方法
JP3010786B2 (ja) 1991-05-16 2000-02-21 キヤノン株式会社 非球面測定方法
US5424552A (en) * 1991-07-09 1995-06-13 Nikon Corporation Projection exposing apparatus
US5844670A (en) * 1995-07-28 1998-12-01 Ricoh Co., Ltd. Method of and systems for measuring eccentricity of an aspherical lens surface
CN1122172C (zh) * 1998-12-08 2003-09-24 明碁电脑股份有限公司 测量影像感测晶片偏移的系统与方法
JP4387020B2 (ja) 2000-01-06 2009-12-16 株式会社熊谷組 監視領域面の変動量出力装置
US20040042094A1 (en) * 2000-12-28 2004-03-04 Tomoyuki Matsuyama Projection optical system and production method therefor, exposure system and production method therefor, and production method for microdevice
US6788389B2 (en) * 2001-07-10 2004-09-07 Nikon Corporation Production method of projection optical system
JP3749152B2 (ja) * 2001-10-01 2006-02-22 株式会社トプコン レンズメータ
WO2003045600A1 (en) 2001-11-28 2003-06-05 Posco Co., Ltd. Method and apparatus for detecting roll eccentricity utilizing pulse generator in rolling mill

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56160631A (en) 1980-05-15 1981-12-10 Ricoh Co Ltd Measuring apparatus for thickness and eccentricity of lens or the like
JPH04190130A (ja) * 1990-11-22 1992-07-08 Asahi Optical Co Ltd レンズ偏心測定器
JPH04194721A (ja) * 1990-11-28 1992-07-14 Asahi Optical Co Ltd レンズ偏心測定器
JP2003270084A (ja) 2002-03-19 2003-09-25 Olympus Optical Co Ltd レンズ系の偏心測定装置
JP2005164267A (ja) 2003-11-28 2005-06-23 Canon Inc 偏心測定方法

Also Published As

Publication number Publication date
US7511803B2 (en) 2009-03-31
US7944552B2 (en) 2011-05-17
JP2005337978A (ja) 2005-12-08
CN100458393C (zh) 2009-02-04
US20080310275A1 (en) 2008-12-18
KR20060048109A (ko) 2006-05-18
US20050264795A1 (en) 2005-12-01
CN1702442A (zh) 2005-11-30
TWI292475B (en) 2008-01-11
JP4298587B2 (ja) 2009-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100742801B1 (ko) 편심측정결과의 표시방법
JP4474150B2 (ja) 偏心測定方法
Yoneyama et al. Lens distortion correction for digital image correlation by measuring rigid body displacement
JP2014163895A (ja) シャック・ハルトマンセンサーを用いた状計測装置、形状計測方法
RU2612918C1 (ru) Устройство для определения положений дефектов на асферической поверхности оптической детали (варианты)
JP4768904B2 (ja) 光学素子又は光学系の物理量測定方法
JP2005351916A (ja) 双眼顕微鏡装置
Bergues et al. Misalignment contribution to the autocollimator's scale distortion
KR101692152B1 (ko) 비점수차를 이용한 변위 센서 및 그 변위 측정방법
Hinz et al. Adaptive camera calibration for a focus adjustable liquid lens in fiber optic endoscopy
Gröschl et al. Evaluation of the optical performance of a novel high-speed focal-distance-modulated fibre-coupled confocal sensor
JP2008232815A (ja) レンズ系の偏心測定装置
Heinisch et al. Rotation-free centration measurement for fast and flexible inspection of optical lens systems
Bossemeyer et al. Calibration of focus-adjustable cameras for triangulation sensors by model-based camera parameter estimation: Polynomial estimation of the calibration parameters over the focal range of an objective lens
CN109990981B (zh) 反射式双边错位差动共焦焦距测量方法
RU2705177C1 (ru) Автоколлимационное устройство для центрировки оптических элементов
CN109990982B (zh) 反射式横向相减差动共焦焦距测量方法
JP2001027580A (ja) レンズの透過偏心測定方法及び装置
Contente Development of a Residual Stress Measuring System Based on the Contour Method
Tao et al. Development of intergrated laser triangulation sensor and the processing algorithm of light spot
Bartl Interferometer for the measurement of defects on ball bearings
Parks Conjugate selection for precision lens centering
Ginani et al. MODELING, DESIGN AND CONSTRUCTION OF A SIMPLE LASER SCANNING MICROSCOPE
RU2164699C2 (ru) Оптическая система микроскопа
JP2005114404A (ja) 偏心測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130626

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140625

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150625

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee