JP3080439B2 - Method and apparatus for measuring eccentricity of lens - Google Patents
Method and apparatus for measuring eccentricity of lensInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はレンズ単独またはレンズ
系の個々のレンズ面の偏心量を測定するためのレンズの
偏心量測定方法および装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for measuring the eccentricity of a lens for measuring the eccentricity of a single lens or individual lens surfaces of a lens system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】レンズ系の構成要素であるレンズの偏心
量を測定する手段としては従来よりオートコリメーショ
ン法が知られている。このオートコリメーション法を用
いた偏心量測定装置としては、特公昭５１−９６２０号
公報等に数多くの周辺の技術が開示されている。図３６
はこのオートコリメーション法を用いたレンズの偏心量
測定装置の基本構成図を示す。2. Description of the Related Art As a means for measuring the amount of eccentricity of a lens which is a component of a lens system, an autocollimation method has been conventionally known. As an eccentricity measuring apparatus using this autocollimation method, many peripheral technologies are disclosed in Japanese Patent Publication No. 51-9620 and the like. FIG.
FIG. 1 shows a basic configuration diagram of a lens eccentricity measuring apparatus using this autocollimation method.
【０００３】図３６において、１は点光源，２はハーフ
ミラー，３はコリメータレンズ，４ａは被検面，４ｂは
被検面４ａの曲率中心，５は入射光束，６は反射光束，
７は基準像位置，８は被検面反射による空中像である。
この空中像８は被検面４ａの曲率中心で集束するような
入射条件にしたときにできる像であり、点光源１と共役
な位置に形成される。そして被検面４ａの曲率中心が点
光源１およびコリメータレンズ３により定まる光軸上に
あるときには、前記空中像８は基準位置７にできるが、
図示の如く曲率中心４ｂが光軸からδ1 だけ離間されて
いる（すなわち偏心している）ときには、前記空中像は
基準位置７からδ3 だけ離間された位置に形成される。
これら離間距離δ1 およびδ3 は近軸的に比例すること
になる。この比例定数を決定する要素として、被検面４
ｂによる倍率とコリメータレンズ３による投影倍率が挙
げられる。今図に示すように被検面４ａによる像点の光
軸からのずれ量をδ2 とすれば、δ2 はδ1 の２倍の関
係となる。すなわち、被検面４ｂによる倍率は、被検面
４ｂの曲率半径に無関係に２となる。従って、δ3 を検
出値とすれば、数式１の関係が成立し、この数式１から
被検面４ａの偏心量を測定することができるのである。In FIG. 36, 1 is a point light source, 2 is a half mirror, 3 is a collimator lens, 4a is a test surface, 4b is the center of curvature of the test surface 4a, 5 is an incident light beam, 6 is a reflected light beam,
Reference numeral 7 denotes a reference image position, and reference numeral 8 denotes an aerial image due to reflection on the surface to be measured.
This aerial image 8 is an image formed under an incident condition such that it converges at the center of curvature of the test surface 4a, and is formed at a position conjugate with the point light source 1. When the center of curvature of the test surface 4a is on the optical axis determined by the point light source 1 and the collimator lens 3, the aerial image 8 can be at the reference position 7,
Center of curvature 4b as shown, is spaced [delta] 1 from the optical axis (that is, eccentrically) Sometimes, the aerial image is formed spaced by [delta] 3 from the reference position 7 position.
These separation distances δ 1 and δ 3 will be paraxially proportional. As an element for determining this proportionality constant,
b and the projection magnification by the collimator lens 3. If the deviation amount of the image point from the optical axis and [delta] 2 by test surface 4a as shown in now to Figure, [delta] 2 is twice the relationship [delta] 1. That is, the magnification by the test surface 4b is 2 regardless of the radius of curvature of the test surface 4b. Therefore, if δ 3 is used as the detection value, the relationship of Expression 1 is established, and the eccentricity of the test surface 4a can be measured from Expression 1.
【０００４】[0004]
【数１】 (Equation 1)
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】図３７は上述した従来
技術の欠点の説明図である。図３７において４は被検レ
ンズ，４ｃは被検面でないレンズ面を示し、その他は図
３６に示す所と同様とする。今、被検面でないレンズ面
４ｃ上に被検面４ａの曲率中心４ｂが存在する特殊な被
検レンズ４を考える。この場合、入射光束５は被検面４
ａの偏心に伴い多少屈折するが、近軸的には被検面でな
いレンズ面４ｃ上に集光するため、この面での反射光束
により基準像位置７に結像する。FIG. 37 is an explanatory view of the above-mentioned drawbacks of the prior art. In FIG. 37, reference numeral 4 denotes a lens to be inspected, 4c denotes a lens surface which is not a surface to be inspected, and the others are the same as those shown in FIG. Now, consider a special test lens 4 in which the center of curvature 4b of the test surface 4a exists on the lens surface 4c which is not the test surface. In this case, the incident light beam 5 is
Although it is slightly refracted with the eccentricity of a, it is convergently converged on the lens surface 4c which is not the surface to be inspected, so that an image is formed on the reference image position 7 by the reflected light beam on this surface.
【０００６】この像を、以後面頂像と称する。この像
は、被検面４ａの偏心量に無関係に点光源１と共役な位
置に常に形成される。すなわち、被検レンズによる面頂
像は、被検レンズの偏心に全く無関係に形成され、従っ
て偏心量の測定に当たっては空中像のみを問題になる必
要がある。This image is hereinafter referred to as a top image. This image is always formed at a position conjugate with the point light source 1 irrespective of the amount of eccentricity of the test surface 4a. That is, the top image of the lens to be inspected is formed irrespective of the eccentricity of the lens to be inspected. Therefore, in measuring the amount of eccentricity, only the aerial image needs to be considered.
【０００７】換言すれば、オートコリメーション法によ
り偏心量を測定する場合、被検レンズによる面頂像はノ
イズとして作用することになる。ここで図３７に示す被
検レンズ４の形状は特殊な場合であり、被検面でないレ
ンズ面４ｃに被検面４ａの曲率中心４ｂのない（位置し
ない）場合が大部分である。従って、実際には曲率中心
４ｂの被検部分でないレンズ面４ｃからのずれ量が存在
する（離れている）場合がほとんどであるが、焦点深度
の問題で曲率中心４ｂとレンズ面４ｃが近接していると
レンズ面４ｃで反射した光がボケ像（面頂像）となって
表れ、無視できない場合がある。また、面数の多いレン
ズ系の偏心量を測定する装置においては、この面頂像が
ノイズとして作用する確率が非常に高く、従って精度劣
化の原因となっている。In other words, when measuring the amount of eccentricity by the auto-collimation method, the top image of the lens to be measured acts as noise. Here, the shape of the test lens 4 shown in FIG. 37 is a special case, and in most cases, the lens surface 4c, which is not the test surface, does not have (center) the curvature center 4b of the test surface 4a. Accordingly, in most cases, the center of curvature 4b actually has a deviation from the lens surface 4c which is not the portion to be detected (distant), but the center of curvature 4b and the lens surface 4c are close to each other due to the depth of focus. In this case, the light reflected by the lens surface 4c appears as a blurred image (surface top image), and may not be ignored. Further, in an apparatus for measuring the amount of eccentricity of a lens system having a large number of surfaces, the probability that this surface top image acts as noise is extremely high, and thus causes a deterioration in accuracy.
【０００８】本発明はこのような有害な被検レンズの各
面からの面頂像の影響を軽減し得るようにしたレンズの
偏心量測定方法および装置を提供することを目的とす
る。An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for measuring the amount of eccentricity of a lens which can reduce the influence of such a harmful top image from each surface of the lens to be inspected.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段および作用】図１は本発明
による偏心量測定の概念を示す説明図、図２，３はその
作用説明図である。図１において、１は点光源，３はコ
リメータレンズ，４は被検レンズ，９はビームスプリッ
ター，１０は第１の開口部，１１は第２の開口部を示
す。FIG. 1 is an explanatory view showing the concept of eccentricity measurement according to the present invention, and FIGS. In FIG. 1, 1 is a point light source, 3 is a collimator lens, 4 is a test lens, 9 is a beam splitter, 10 is a first opening, and 11 is a second opening.
【００１０】まず開口１０を通る光束による基準像位置
７における像を考える。被検面４ａによる球心像を形成
する光束は図２に示す如く、入射光路を逆にたどり前記
開口１０を再び通ることになるので、前記基準像位置７
に結像する。また開口１１を通る光束についても同様に
反射光束が該開口１１を通るため、同じく前記基準像位
置７に結像する。First, an image at the reference image position 7 by a light beam passing through the aperture 10 is considered. As shown in FIG. 2, the light beam forming the spherical center image by the test surface 4a follows the incident optical path in reverse and passes through the aperture 10 again, so that the reference image position 7
Image. Similarly, the light beam passing through the opening 11 also forms an image at the reference image position 7 because the reflected light beam passes through the opening 11.
【００１１】次に開口１０を通る光束が被検面でないレ
ンズ面４ｃで集光し反射されると図３に示す如く光軸に
対して反射側を向かうので、この光束は開口１０を通る
ことができない。逆に開口１１を通る光束が被検面でな
いレンズ面４ｃで反射される場合も同様に開口１１を通
ることができない。すなわち、この開口１０と開口１１
をいずれか設けることにより、被検面でないレンズ面４
ｃからの面頂像を前記基準像位置７上に形成することは
ない、しかしながら片方だけの開口だとわずかなデフォ
ーカス量でも前記基準像位置７上での像位置が変化する
ので真の偏心量を測定することができない。従って、本
発明ではこの開口を複数用意して個々の開口に対応する
像を処理することにより、面頂像の生じない全開口によ
る測定と同一な正確度で測定でき、かつ面頂像ほほぼ完
全に除去することができるのである。Next, when the light beam passing through the aperture 10 is condensed and reflected by the lens surface 4c which is not the surface to be inspected, it goes to the reflection side with respect to the optical axis as shown in FIG. Can not. Conversely, when the light beam passing through the opening 11 is reflected by the lens surface 4c that is not the surface to be measured, the light beam cannot pass through the opening 11 similarly. That is, the opening 10 and the opening 11
Is provided, the lens surface 4 that is not the test surface
The top image from c is not formed on the reference image position 7. However, if only one of the openings is used, the image position on the reference image position 7 changes even with a slight defocus amount, so that true eccentricity occurs. The quantity cannot be measured. Therefore, in the present invention, by preparing a plurality of these apertures and processing the images corresponding to the individual apertures, the measurement can be performed with the same accuracy as the measurement with all the apertures that do not produce the top-of-plane image, and the top-of-plane image is almost It can be completely removed.
【００１２】[0012]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面とともに説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１３】[0013]
【実施例１】図４〜１３は本発明の実施例１を示す開口
部の説明図である。しかして、基本構成については前述
した図１の構成が適用され、同構成における開口部の具
体的実施例を以下に図４〜１３により説明する。Embodiment 1 FIGS. 4 to 13 are explanatory views of an opening showing Embodiment 1 of the present invention. The above-described configuration of FIG. 1 is applied to the basic configuration, and specific examples of the opening in the configuration will be described below with reference to FIGS.
【００１４】図４において１４は開口部における入射光
束を示し、１５は開口部１５ａを有する切替板で前記入
射光束１４の開口を制限するための直線部１５ｂおよび
１５ｃを有している。またこの切替板１５は図示しない
移動機構により上下方向に移動するもので、上位置で図
５の如き上半分の開口１４ａとなり下位置で、図６の如
き下半分の開口１４ｂとなる。かかる切替板１５による
開口部の構成による特徴は小型に構成できることであ
る。In FIG. 4, reference numeral 14 denotes an incident light beam at the opening. Reference numeral 15 denotes a switching plate having an opening 15a, which has straight portions 15b and 15c for limiting the opening of the incident light beam 14. The switching plate 15 is vertically moved by a moving mechanism (not shown). The upper plate 14 has an upper half opening 14a as shown in FIG. 5 and the lower plate has a lower half opening 14b as shown in FIG. The feature of the configuration of the opening by the switching plate 15 is that it can be made compact.
【００１５】図７は同じく開口部の他の実施例である。
図７において１６は開口部１６ａを有する切替板で、前
記入射光束１４の開口を制限するための直線部１６ｂお
よび１６ｃを有している。また、この切替板１６は図示
しない移動機構により左右方向に移動するもので、右位
置で図５の如き上下半分の開口１４ａとなり、切替板１
６を矢印方向に移動し、左位置で開口部１６ａにおける
下半分の開口（図６の開口１４ｂ）となる。かかる切替
板の特徴とは切替板の製作精度を上げるだけで正確な分
割ができるので高精度な検出ができることである。FIG. 7 shows another embodiment of the opening.
In FIG. 7, reference numeral 16 denotes a switching plate having an opening 16a, which has linear portions 16b and 16c for limiting the opening of the incident light flux 14. The switching plate 16 is moved in the left-right direction by a moving mechanism (not shown).
6 is moved in the direction of the arrow to become the lower half opening (opening 14b in FIG. 6) in the opening 16a at the left position. The feature of such a switching plate is that accurate division can be performed only by increasing the manufacturing accuracy of the switching plate, and therefore, highly accurate detection can be performed.
【００１６】図８は同じく開口部の他の実施例である。
図８において１７は開口部１７ａを有する切替板で、前
記入射光束１４の開口を制限するための直線部１７ｂお
よび１７ｃを有している。そして、この切替板１７は図
示しない回転機構により回転中心１７ｄを中心として、
一方向に回転するもので図示の位置で図５の如き上半分
の開口となり、図示の位置から１８０°回転した位置で
図６の如き下半分の開口となる。また、その特徴は構成
が簡単なことである。尚、構成中、直線部１７ｂと１７
ｃは回転中心１７ｄより等間隔Ｌ1 位置に設置されてい
る。FIG. 8 shows another embodiment of the opening.
In FIG. 8, reference numeral 17 denotes a switching plate having an opening 17a, which has linear portions 17b and 17c for limiting the opening of the incident light beam 14. The switching plate 17 is rotated about a rotation center 17d by a rotation mechanism (not shown).
It rotates in one direction and has an upper half opening as shown in FIG. 5 at the illustrated position, and a lower half opening as shown in FIG. 6 at a position rotated by 180 ° from the illustrated position. The feature is that the configuration is simple. In the construction, the straight portions 17b and 17
c is equally spaced L 1 position from the rotational center 17d.
【００１７】図９は同じく開口部の他の実施例である。
図９において１８は開口部としての前記入射光束１４の
開口を制限するための直線部１８ａ，１８ｂ，１８ｃお
よび１８ｄを有する切替板で、図示しない回転機構によ
り回転中心１８ｅを中心として、一方向に回転するもの
で、図示の位置で図１０の如き上半分の開口１４ａとな
り、図示の位置から右方向に９０°回転した位置で図１
１の如く左半分の開口１４ｃとなり、さらにこの位置か
ら同方向に９０°回転した位置で図１２の如く、下半分
の開口１４ｂとなり、さらに、この位置から同方向に回
転した位置で図１３の如く右半分の開口１４ｄとなる。
そして、この切替板１８の特徴は４状態での４個の像を
合成した時の像が全開口（円開口）での像とほぼ一致さ
せることができ、構成が簡単である。FIG. 9 shows another embodiment of the opening.
In FIG. 9, reference numeral 18 denotes a switching plate having straight portions 18a, 18b, 18c and 18d for limiting the opening of the incident light beam 14 as an opening. The switching plate 18 is rotated in one direction around a rotation center 18e by a rotation mechanism (not shown). It is an upper half opening 14a as shown in FIG. 10 at the position shown in FIG. 10, and at a position rotated 90 ° clockwise from the position shown in FIG.
As shown in FIG. 12, the left half opening 14c is formed, and the lower half opening 14b is formed as shown in FIG. 12 at a position rotated 90 ° in the same direction from this position, and the lower half opening 14b is formed as shown in FIG. Thus, the opening 14d is formed in the right half.
The feature of the switching plate 18 is that the image obtained by combining the four images in the four states can substantially match the image at the full aperture (circular aperture), and the configuration is simple.
【００１８】[0018]
【実施例２】図１４〜１９は本発明の実施例２を示し、
図１４はレンズの偏心量測定装置の構成図、図１５は切
替板の正面図、図１６〜１９は切替板の作用説明図であ
る。Second Embodiment FIGS. 14 to 19 show a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a configuration diagram of a lens eccentricity measuring device, FIG. 15 is a front view of a switching plate, and FIGS. 16 to 19 are operation explanatory diagrams of the switching plate.
【００１９】図１４において２０はレーザダイオード，
２１は被検レンズ４の被検面４ａからの反射像を拡大す
るための対物レンズで、図示しない切替機構より複数の
倍率の異なる対物レンズを自由に選択できるようになっ
ている。２２はこの拡大像の映像信号を出力するための
テレビカメラ、２３は該映像信号を解析処理するための
画像計測部、２４はコントローラ、２５は前記画像計測
部２３の出力画像を合成するための画像合成部、２６は
この画像合成部２５の出力を表示するための処理画像出
力部、２７は画像計測部２３の出力を演算するための演
算部、２８はこの出力を出力するめたの出力表示部、２
９は前記レーザダイオード２０を発光させるためのＬＤ
電源、３０は前記切替板１９を回転させるためのパルス
モータ、３１は切替板１９の回転中心に対して特定の方
向に進退自在に動かすためのパルスモータ、３２は同じ
く移動機構部、３３は前記切替板１９を固定するための
切替板固定部、３４は前記パルスモータ３１に供給する
電源、３５は前記切替板１９の９０°毎の回転方向を検
出するための回転検出部材で、前記移動機構部３２に４
個、９０°毎に取付けられている。３６は発信機、３７
は受信機で、これにより電源３４を無線にてコントロー
ルできるようになっている。また、３８はフォトインタ
ラプターであり、前記回転検出部材３５が横切るたびに
パルス信号が発生するようになっている。尚、その他の
構成は図１の構成が適用され、同一構成部分には同一番
号を付して説明を省略する。In FIG. 14, reference numeral 20 denotes a laser diode,
Reference numeral 21 denotes an objective lens for enlarging an image reflected from the test surface 4a of the test lens 4, and a plurality of objective lenses having different magnifications can be freely selected by a switching mechanism (not shown). 22 is a television camera for outputting a video signal of this enlarged image, 23 is an image measuring unit for analyzing and processing the video signal, 24 is a controller, 25 is a device for synthesizing an output image of the image measuring unit 23. An image synthesizing unit, 26 is a processed image output unit for displaying the output of the image synthesizing unit 25, 27 is a calculating unit for calculating the output of the image measuring unit 23, and 28 is an output display for outputting this output. Part 2,
9 is an LD for causing the laser diode 20 to emit light.
A power source, 30 is a pulse motor for rotating the switching plate 19, 31 is a pulse motor for moving forward and backward in a specific direction with respect to the rotation center of the switching plate 19, 32 is a moving mechanism unit, and 33 is A switching plate fixing portion for fixing the switching plate 19; 34, a power supply supplied to the pulse motor 31; 35, a rotation detecting member for detecting a rotation direction of the switching plate 19 at every 90 °; 4 in part 32
Pieces are attached every 90 °. 36 is a transmitter, 37
Is a receiver, which allows the power supply 34 to be controlled wirelessly. Reference numeral 38 denotes a photo interrupter, which generates a pulse signal every time the rotation detecting member 35 crosses. 1 are applied to the other configurations, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
【００２０】さらに、図１５において１９は開口部１９
ａ，１９ｂ，１９ｃおよび１９ｄを有する切替板で、入
射光束の開口を制限するための直線部１９ｅ，１９ｆ，
１９ｇおよび１９ｈを有しており、パルスモータ３０に
より回転中心１９ｉを中心として一方向に回転するよう
に構成される。ここで、前記直線部１９ｅ〜１９ｈは前
記回転中心１９ｉをΔだけ偏心させて構成されている。
図示の位置で図１６の如く、半円より小さな開口１４ｅ
となる。また、この位置から右方向に９０°づつ回転さ
せると図１６と同形状の開口で順次図１７〜１９の如き
開口１４ｆ〜１４ｈとなる。特徴は完全な半円開口の場
合、偏心が大きいと偏心面の面頂反射による開口の中心
付近の光が開口から通過してしまうので完全には面頂像
を除去することができないが、この例では偏心量に応じ
てΔを設定することにより、完全に除去することがで
き、また回転中心１９ｉに対して、切替板１９の位置を
可変、すなわちΔを可変とすることにより、像の状態を
見ながら最適な像を容易に得ることができることであ
る。Further, in FIG.
a, 19b, 19c, and 19d, a switching plate having straight lines 19e, 19f,
19g and 19h, and is configured to rotate in one direction around a rotation center 19i by a pulse motor 30. Here, the linear portions 19e to 19h are configured such that the rotation center 19i is eccentric by Δ.
At the position shown in the figure, as shown in FIG.
Becomes Further, when rotated 90 ° rightward from this position, openings 14f to 14h as shown in FIGS. The feature is that in the case of a perfect semicircular aperture, if the eccentricity is large, light near the center of the aperture due to the reflection on the eccentric surface will pass through the aperture, so it is not possible to completely remove the top image. In the example, by setting Δ in accordance with the amount of eccentricity, it can be completely removed. In addition, by changing the position of the switching plate 19 with respect to the rotation center 19i, that is, by changing Δ, the state of the image can be reduced. That is, an optimum image can be easily obtained while watching the image.
【００２１】次に、作用を説明する。まず、被検面４ａ
からの反射空中像がテレビカメラ２２の撮像面上に出来
るようにコリメータレンズ３を光軸上に移動させる。こ
の時の反射空中像の強度は被検面４ａの反射率の違いな
どにより大きく変わり得るが、これによる精度劣化を防
ぐために前記強度を一定に保つべく映像信号の最大強度
が一定になるようにコントローラ２４によりＬＤ電源を
制御している。次に画像計測部２３から定められた強度
レベルで処理した２値化像の重心位置と共に該２値化像
のパターンにより面頂像の有無判定が出力されるように
なっており、該面頂像がある場合には、コントローラ２
４を介して発信機３６で電源３４を作動させるための信
号を発信する。この信号を受信機３７で受信すると、前
記電源３４の動作によりパルスモータ３１を作動し切替
板１９が上方向に移動する。この切替板１９の初期位置
は前記Δの値を０としており、上方向に移動することに
より、このΔの値を除々に大きくすることができる。こ
の移動に伴って、面頂像の強度が低くなり、前記２値化
像のパターンにより、面頂像が消えた時点で前記コント
ローラ２４を介して、前記発信機３６で前記パルスモー
タ３１を停止する信号を発信し、これを前記受信機３７
で受信して前記パルスモータ３１を停止する。同時に前
記コントローラ２４はパルスモータ３０の作動信号を出
し、該パルスモータ３０により切替板１９，パルスモー
タ３１の移動機構部３２，切替板固定部３３，電源３
４，回転検出部材３５，受信機３７が一体となって回転
する。Next, the operation will be described. First, the test surface 4a
The collimator lens 3 is moved on the optical axis so that an aerial image reflected from the camera is formed on the imaging surface of the television camera 22. At this time, the intensity of the reflected aerial image can vary greatly due to a difference in the reflectance of the surface 4a to be inspected. In order to prevent the accuracy from deteriorating due to this, the maximum intensity of the video signal is made constant to keep the intensity constant. The LD power is controlled by the controller 24. Next, the presence or absence of a top image is output from the image measurement unit 23 by the pattern of the binary image together with the position of the center of gravity of the binary image processed at the determined intensity level. If there is an image, the controller 2
A signal for operating the power supply 34 is transmitted from the transmitter 36 through the transmitter 4. When this signal is received by the receiver 37, the pulse motor 31 is operated by the operation of the power supply 34, and the switching plate 19 moves upward. The value of Δ is set to 0 at the initial position of the switching plate 19, and by moving upward, the value of Δ can be gradually increased. With this movement, the intensity of the top image decreases, and the pulse motor 31 is stopped by the transmitter 36 via the controller 24 when the top image disappears due to the binary image pattern. To the receiver 37,
And the pulse motor 31 is stopped. At the same time, the controller 24 outputs an operation signal of the pulse motor 30, and the switching motor 19, the moving mechanism 32 of the pulse motor 31, the switching plate fixing portion 33, and the power
4. The rotation detecting member 35 and the receiver 37 rotate integrally.
【００２２】前記回転検出部材３５がフォトインタラプ
ター３８を横切った時に生ずるパルス信号に同期して画
像計測部２３の静止画像出力を画像合成部２５に送る。
前記回転検出部材３５は９０°毎に４個取付けられてい
るので１回転当たり４個のパルス信号が発生する。これ
らのパルス信号に同期した４個の静止画像出力は画像合
成部２５にて合成されると同時にその点像の重心位置を
検出する。この合成静止画像を処理画像出力部２６に
て、次の画像出力が与えられるまで出力する。また、演
算部２７で、この画像出力から得られる点像の重心位置
を基にして偏心量を算出するための演算を行い、出力表
示部２８にて、これを表示する。この演算は無偏心の時
の基準座標点、コリメータレンズ３の使用倍率、対物レ
ンズ２１の倍率およびテレビカメラ２２の撮像倍率の関
数として与えられる。なお切替板１９は常に回転してい
ても、Δの制御ならびに回転位置に応じたパルス信号の
発生には何ら支障がない。The still image output of the image measuring section 23 is sent to the image synthesizing section 25 in synchronization with a pulse signal generated when the rotation detecting member 35 crosses the photo interrupter 38.
Since the four rotation detecting members 35 are attached every 90 °, four pulse signals are generated per rotation. The four still image outputs synchronized with these pulse signals are combined by the image combining unit 25, and at the same time, the position of the center of gravity of the point image is detected. The combined still image is output by the processed image output unit 26 until the next image output is given. The calculation unit 27 performs a calculation for calculating the amount of eccentricity based on the position of the center of gravity of the point image obtained from the image output, and the output display unit 28 displays this. This calculation is given as a function of the reference coordinate point when there is no eccentricity, the magnification used by the collimator lens 3, the magnification of the objective lens 21, and the imaging magnification of the television camera 22. Even if the switching plate 19 is always rotating, there is no problem in controlling the Δ and generating the pulse signal according to the rotational position.
【００２３】特徴としては、切替板１９により部分開口
とした時の像の歪みを発生することなく、切替板１９を
使用しない時の像とほぼ同等の像が得られ、面頂像のみ
を完全に除去することができることである。Characteristically, an image substantially equal to the image when the switching plate 19 is not used is obtained without causing distortion of the image when the switching plate 19 is used to make the partial aperture, and only the top image is completely removed. Can be removed.
【００２４】図２０は開口部の他の実施例を示す切替板
の正面図、図２１〜２６は作用説明図である。図２０に
おいて、３９は開口部３９ａおよび３９ｂを有するとと
もに、前記入射光束の開口を制限するための曲線部３９
ｃおよび３９ｄを有する切替板であり、曲線部３９ｃお
よび３９ｄは直径２Ｒからなる同一円の円弧として形成
される。この切替板３９は図示しない回転機構により回
転中心３９ｅを中心として一方向に回転するように構成
される。ここで該回転中心３９ｅは前記直径２Ｒなる同
一円の中心からΔ′だけ図示の方向に偏心して構成され
ている。図示の位置で図２１の如くほぼ上側半分の半円
開口１４ｉとなり１８０°右方向に回転すると図２２の
如くほぼ下側半分の半円開口１４ｉとなる。また、図示
の位置から９０°回転する位置で図２５の如く中心から
Δ′の部分が絞られたような上側開口１４ｍとなり、こ
の位置から１８０°右方向に回転すると図２６の如く中
心からΔ′の部分が絞られたような下側開口１４ｎとな
る。また、これらの中間位置については図２３および図
２４の如き開口１４ｈ，１４ｌとなる。このように回転
角θを指定した時に、この時の検出値と、θ＋１８０°
回転した時の状態はほぼ同じ条件での切替え状態とな
る。また回転角θを０〜９０°まで連続可変が容易に実
現でき、この回転角θに応じて中心からのマスキング量
を０〜Δ′まで任意に設定できるので角度に対応してパ
ルス信号のタイミングを変化させ、面頂像が失消した時
にパルス信号を固定にし測定することにより、前記実施
例２よりも容易に自動除去が可能となる。FIG. 20 is a front view of a switching plate showing another embodiment of the opening, and FIGS. In FIG. 20, reference numeral 39 has openings 39a and 39b and a curved portion 39 for limiting the opening of the incident light beam.
This is a switching plate having c and 39d, and the curved portions 39c and 39d are formed as arcs of the same circle having a diameter 2R. The switching plate 39 is configured to rotate in one direction about a rotation center 39e by a rotation mechanism (not shown). Here, the rotation center 39e is configured to be eccentric in the illustrated direction by Δ 'from the center of the same circle having the diameter 2R. At the position shown in the drawing, the upper half semicircular opening 14i is formed as shown in FIG. 21 and the lower half semicircular opening 14i is formed as shown in FIG. Further, at a position rotated by 90 ° from the position shown in the figure, an upper opening 14m is formed such that the portion Δ ′ is narrowed from the center as shown in FIG. 25, and when rotated clockwise 180 ° from this position, Δm from the center as shown in FIG. 'Becomes the lower opening 14n as if it were narrowed. The intermediate positions are the openings 14h and 14l as shown in FIGS. When the rotation angle θ is designated in this way, the detected value at this time is θ + 180 °
The state at the time of rotation is a switching state under substantially the same conditions. In addition, the rotation angle θ can be easily continuously varied from 0 to 90 °, and the masking amount from the center can be arbitrarily set from 0 to Δ ′ according to the rotation angle θ. Is changed and the pulse signal is fixed and measured when the top image disappears, so that the automatic removal can be more easily performed than in the second embodiment.
【００２５】[0025]
【実施例４】図２７は開口部の他の実施例を示す液晶分
割シャッターの一部を破断した斜視図、図２８〜３５は
使用説明図である。図２７において、４０は液晶分割シ
ャッターを示し、４１は基板、４２はネマチック液晶、
４３は遮閉板、４４は透明電源、４５は第１の偏光子、
４６は第２の偏光子である。しかして、図２７に示す如
く、液晶分割シャッター４０は遮閉板４３によって４個
のセルに分割されており、それぞれ基板４１の間に正の
誘電異方性をもつネマチック液晶４２をはさんだもので
あり、ガラス基板の表面配向処理によって分子配向を９
０°ねじらせてある。以後このような液晶セルをＴＮセ
ルと呼ぶ。ＴＮセルの両側には第１の偏光子４５と第２
の偏光子４６がそれぞれ接合されており、これらの偏光
子と前記ネマチック液晶４２の分子の配向方向とは、対
向する透明電極４４に電圧を印加しない時に平行になる
ようにしてある。また、第１の偏光子４５と第２の偏光
子４６は透過偏光方位が９０°ずれるように配置されて
いる。従って、この時には、第１の偏光子４５を透過し
てＴＮセルに入射した光は、分子のねじれに沿って偏光
面を９０°回転させるので、第２の偏光子４６を透過す
ることができ、明状態すなわちシャッターが開いた状態
となる。また、対向する透明電極４４に電圧を印加する
とねじれが解けて、分子が第１の偏光子４５および第２
の偏光子４６に垂直な方向を向くので、入射光はその偏
光面を回転させることなく、そのままＴＮセルを透過す
るので第２の偏光子４６により遮断され暗状態すなわち
シャッターが閉じた状態となる。この動作を４このＴＮ
セルについて独立に行なうことができるようにしたのが
前記の構成から成る液晶分割シャッター４０である。図
２８〜３５はこの液晶分割シャッター４０の使い方を示
す説明図である。今、ＴＮセルに電圧を印加する場合を
ＯＮ、しない場合をＯＦＦとする。図２８の場合は左上
のみＯＦＦ、図２９は右上のみＯＦＦ、図３０は右下の
みをＯＦＦ、図３１は左下のみをＯＦＦの状態を示す。
これらを順次、同期時に切り替えて測定し、測定後に合
成して検出する。また図３２のように上半分をＯＦＦ、
図３３は右半分をＯＦＦ、図３４は下半分をＯＦＦ、図
３５は左半分をＯＦＦとし、同様に切替測定し合成して
検出してもよい。[Embodiment 4] Fig. 27 is a partially cutaway perspective view of a liquid crystal dividing shutter showing another embodiment of the opening, and Figs. In FIG. 27, reference numeral 40 denotes a liquid crystal dividing shutter, 41 denotes a substrate, 42 denotes a nematic liquid crystal,
43 is a shielding plate, 44 is a transparent power supply, 45 is a first polarizer,
46 is a second polarizer. As shown in FIG. 27, the liquid crystal dividing shutter 40 is divided into four cells by a shielding plate 43, and a nematic liquid crystal 42 having a positive dielectric anisotropy is sandwiched between substrates 41. And the molecular orientation is 9 by the surface orientation treatment of the glass substrate.
It is twisted by 0 °. Hereinafter, such a liquid crystal cell is referred to as a TN cell. A first polarizer 45 and a second polarizer are provided on both sides of the TN cell.
The polarizers 46 are bonded to each other, and the alignment directions of the polarizers and the molecules of the nematic liquid crystal 42 are parallel to each other when no voltage is applied to the opposing transparent electrode 44. Further, the first polarizer 45 and the second polarizer 46 are arranged such that the transmission polarization directions are shifted by 90 °. Therefore, at this time, the light transmitted through the first polarizer 45 and incident on the TN cell rotates the polarization plane by 90 ° along the twist of the molecule, and thus can be transmitted through the second polarizer 46. , A bright state, that is, a state where the shutter is opened. Further, when a voltage is applied to the opposing transparent electrode 44, the twist is released, and the molecules become the first polarizer 45 and the second polarizer 45.
Since the light is directed in a direction perpendicular to the polarizer 46, the incident light passes through the TN cell without rotating its polarization plane, and is thus blocked by the second polarizer 46, resulting in a dark state, that is, a shutter closed state. . This operation is performed by 4 TN
The liquid crystal division shutter 40 having the above-described configuration is configured to be able to perform the operation independently for each cell. 28 to 35 are explanatory diagrams showing how to use the liquid crystal split shutter 40. Now, the case where a voltage is applied to the TN cell is ON, and the case where no voltage is applied is OFF. 28 shows a state where only the upper left is OFF, FIG. 29 shows a state where only the upper right is OFF, FIG. 30 shows a state where only the lower right is OFF, and FIG. 31 shows a state where only the lower left is OFF.
These are sequentially switched and measured at the time of synchronization, and are combined and detected after the measurement. Also, as shown in FIG. 32, the upper half is OFF,
In FIG. 33, the right half is turned off, in FIG. 34, the lower half is turned off, and in FIG. 35, the left half is turned off.
【００２６】本実施例の特徴は、機械式に比べても応答
性が速いので高速測定ができることである。The feature of this embodiment is that high-speed measurement can be performed since the response is faster than that of the mechanical type.
【００２７】[0027]
【発明の効果】上述したように本発明によれば、レンズ
の偏心量測定に有害となる被検レンズの各面からの面頂
像を除去することにより、高精度なレンズの偏心量測定
を行なうことができる。As described above, according to the present invention, the eccentricity of the lens can be measured with high accuracy by removing the top image from each surface of the test lens which is harmful to the measurement of the eccentricity of the lens. Can do it.
【図１】本発明の概念を示す説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram showing the concept of the present invention.
【図２】本発明の概念図を示す作用説明図。FIG. 2 is an operation explanatory view showing a conceptual diagram of the present invention.
【図３】本発明の概念を示す作用説明図。FIG. 3 is an operation explanatory view showing the concept of the present invention.
【図４】本発明の実施例１における切替板の正面図。FIG. 4 is a front view of a switching plate according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施例１における切替板の作用説明
図。FIG. 5 is a diagram illustrating the operation of the switching plate according to the first embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施例１における切替板の作用説明
図。FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of the switching plate according to the first embodiment of the present invention.
【図７】実施例１における切替板の設計変更を示す切替
板の正面図。FIG. 7 is a front view of the switching plate showing a design change of the switching plate in the first embodiment.
【図８】実施例１における切替板の設計変更を示す切替
板の正面図。FIG. 8 is a front view of the switching plate showing a design change of the switching plate in the first embodiment.
【図９】実施例１における切替板の設計変更を示す切替
板の正面図。FIG. 9 is a front view of the switching plate showing a design change of the switching plate in the first embodiment.
【図１０】図９の切替板の作用説明図。FIG. 10 is an operation explanatory view of the switching plate of FIG. 9;
【図１１】図９の切替板の作用説明図。FIG. 11 is a diagram illustrating the operation of the switching plate of FIG. 9;
【図１２】図９の切替板の作用説明図。FIG. 12 is a diagram illustrating the operation of the switching plate of FIG. 9;
【図１３】図９の切替板の作用説明図。FIG. 13 is an operation explanatory view of the switching plate of FIG. 9;
【図１４】本発明の実施例２を示す構成図。FIG. 14 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図１５】実施例２における切替板の正面図。FIG. 15 is a front view of a switching plate according to the second embodiment.
【図１６】図１５の切替板の作用説明図。FIG. 16 is an operation explanatory view of the switching plate of FIG. 15;
【図１７】図１５の切替板の作用説明図。FIG. 17 is an explanatory view of the operation of the switching plate of FIG. 15;
【図１８】図１５の切替板の作用説明図。FIG. 18 is an operation explanatory view of the switching plate of FIG. 15;
【図１９】図１５の切替板の作用説明図。FIG. 19 is a diagram illustrating the operation of the switching plate of FIG. 15;
【図２０】本発明の実施例３における切替板の正面図。FIG. 20 is a front view of a switching plate according to a third embodiment of the present invention.
【図２１】図２０の切替板の作用説明図。FIG. 21 is an operation explanatory view of the switching plate of FIG. 20;
【図２２】図２０の切替板の作用説明図。FIG. 22 is an explanatory diagram of the operation of the switching plate of FIG. 20;
【図２３】図２０の切替板の作用説明図。FIG. 23 is an operation explanatory view of the switching plate of FIG. 20;
【図２４】図２０の切替板の作用説明図。FIG. 24 is an explanatory diagram of the operation of the switching plate of FIG. 20;
【図２５】図２０の切替板の作用説明図。FIG. 25 is an explanatory diagram of the operation of the switching plate in FIG. 20;
【図２６】図２０の切替板の作用説明図。FIG. 26 is an explanatory diagram of the operation of the switching plate of FIG. 20;
【図２７】本発明の実施例４における液晶分割シャッタ
ーの一部を破断した斜視図。FIG. 27 is a perspective view in which a part of a liquid crystal division shutter according to a fourth embodiment of the present invention is broken.
【図２８】図２７の液晶分割シャッターの使用説明図。FIG. 28 is a diagram illustrating the use of the liquid crystal split shutter shown in FIG. 27;
【図２９】図２７の液晶分割シャッターの使用説明図。FIG. 29 is a diagram illustrating the use of the liquid crystal split shutter of FIG. 27.
【図３０】図２７の液晶分割シャッターの使用説明図。FIG. 30 is a diagram illustrating the use of the liquid crystal split shutter shown in FIG. 27.
【図３１】図２７の液晶分割シャッターの使用説明図。FIG. 31 is an explanatory view of the use of the liquid crystal division shutter of FIG. 27;
【図３２】図２７の液晶分割シャッターの使用説明図。FIG. 32 is a diagram illustrating the use of the liquid crystal split shutter of FIG. 27.
【図３３】図２７の液晶分割シャッターの使用説明図。FIG. 33 is a diagram illustrating the use of the liquid crystal division shutter shown in FIG. 27.
【図３４】図２７の液晶分割シャッターの使用説明図。FIG. 34 is a diagram illustrating the use of the liquid crystal split shutter shown in FIG. 27.
【図３５】図２７の液晶分割シャッターの使用説明図。FIG. 35 is an explanatory view of the use of the liquid crystal division shutter of FIG. 27;
【図３６】従来のレンズ偏心量測定装置の構成図。FIG. 36 is a configuration diagram of a conventional lens eccentricity measuring device.
【図３７】従来のレンズ偏心量測定装置の欠点を示す説
明図。FIG. 37 is an explanatory diagram showing a defect of a conventional lens eccentricity measuring device.
１ 点光源３ コリメータレンズ ４ 被検レンズ ７ 基準像位置 ９ ビームスプリッター １０ 第１の開口部 １１ 第２の開口部 1 point light source 3 collimator lens 4 test lens 7 reference image position 9 beam splitter 10 first opening 11 second opening
Claims (2)
該被検レンズ面の偏心量を測定するいわゆるオートコリ
メーション方式によるレンズの偏心量測定方法におい
て、前記被検レンズ面への入射光路と該被検レンズ面か
らの反射光路との共通光路上において、選択的に光束の
異なる部分を通過させ、各光束により受光部上に得られ
る複数の像の合成像の位置、もしくは該複数の像の各々
の位置の平均値を検出することを特徴とするレンズの偏
心量測定方法。In a method of measuring the amount of eccentricity of a lens by a so-called autocollimation method for measuring the amount of eccentricity of a lens surface to be measured based on the position of a reflected image from the surface of the lens to be inspected, it On the common optical path with the optical path reflected from the lens surface to be inspected, selectively pass different portions of the light flux, and position of a composite image of a plurality of images obtained on a light receiving unit by each light flux, or the plurality of images. A method for measuring the amount of eccentricity of a lens, characterized by detecting an average value of the respective positions.
ームスプリッターと、このビームスプリッターおよび被
検面間に配置されるコリメータレンズと、受光部とから
なるいわゆるオートコリメーション方式によるレンズの
偏心量測定装置において、前記ビームスプリッターと前
記被検面との間に選択的に光束の異なる部分を通過させ
るための複数の開口部を配設することにより構成したこ
とを特徴とするレンズの偏心量測定装置。2. A decentering amount of a lens by a so-called auto-collimation method comprising a light source, a beam splitter for splitting light from the light source, a collimator lens disposed between the beam splitter and a surface to be measured, and a light receiving unit. In the measuring apparatus, a plurality of openings for selectively passing different portions of the light beam are provided between the beam splitter and the surface to be inspected, the eccentricity measurement of the lens characterized by the above-mentioned. apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03177686A JP3080439B2 (en) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | Method and apparatus for measuring eccentricity of lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03177686A JP3080439B2 (en) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | Method and apparatus for measuring eccentricity of lens |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04372835A JPH04372835A (en) | 1992-12-25 |
| JP3080439B2 true JP3080439B2 (en) | 2000-08-28 |
Family
ID=16035334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03177686A Expired - Lifetime JP3080439B2 (en) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | Method and apparatus for measuring eccentricity of lens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3080439B2 (en) |
-
1991
- 1991-06-21 JP JP03177686A patent/JP3080439B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04372835A (en) | 1992-12-25 |
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