JPH0769158B2 - レンズ面形状の測定方法 - Google Patents
レンズ面形状の測定方法Info
- Publication number
- JPH0769158B2 JPH0769158B2 JP7759589A JP7759589A JPH0769158B2 JP H0769158 B2 JPH0769158 B2 JP H0769158B2 JP 7759589 A JP7759589 A JP 7759589A JP 7759589 A JP7759589 A JP 7759589A JP H0769158 B2 JPH0769158 B2 JP H0769158B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measured
- origin
- measurement
- coordinate
- lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は形状測定装置において被測定レンズ面のＸ−Ｙ
−Ｚ座標における測定原点を求めるレンズ面形状の測定
方法に関するものである。
−Ｚ座標における測定原点を求めるレンズ面形状の測定
方法に関するものである。
従来の技術 被測定レンズ面の形状測定を行う場合、先ず測定原点を
被測定レンズ面の中心点に設定なければならない。
被測定レンズ面の中心点に設定なければならない。
これに対して従来は、被測定レンズ面が凸面であればそ
の先端部において、凹面であれば底部においてＺ座標を
見ながら測定点をＸ−Ｙ方向に移動させて捜している。
の先端部において、凹面であれば底部においてＺ座標を
見ながら測定点をＸ−Ｙ方向に移動させて捜している。
発明が解決しようとする課題 しかし上記従来例では探りながら測定原点を求めること
になるため、速度の点で不十分であるのみならず、その
精度にも問題がある。
になるため、速度の点で不十分であるのみならず、その
精度にも問題がある。
本発明は上記問題点に鑑み、測定原点を効率良くしかも
正確に求めることができるレンズ面形状の測定方法を提
供することを目的とする。
正確に求めることができるレンズ面形状の測定方法を提
供することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するため、被測定レンズ面の任
意の点を初期原点とし、この初期原点近傍の同一Ｙ座標
位置における２位置のＸ−Ｚ座標を測定し、初期原点の
前記座標位置における被測定レンズ面の中心（凸面なら
最上点凹面なら最下点を中心とする）からのＸ座標方向
のずれ量を求めてＸ座標の目標原点を得、同一Ｘ座標位
置における２位置のＹ−Ｚ座標を測定し、初期原点の前
記座標位置における被測定レンズ面の中心からのＹ座標
方向のずれ量を求めてＹ座標の目標原点を得、得られた
Ｘ及びＹ座標の目標原点を被測定レンズ面のＸ−Ｙ−Ｚ
座標における測定原点とすることを特徴とする。
意の点を初期原点とし、この初期原点近傍の同一Ｙ座標
位置における２位置のＸ−Ｚ座標を測定し、初期原点の
前記座標位置における被測定レンズ面の中心（凸面なら
最上点凹面なら最下点を中心とする）からのＸ座標方向
のずれ量を求めてＸ座標の目標原点を得、同一Ｘ座標位
置における２位置のＹ−Ｚ座標を測定し、初期原点の前
記座標位置における被測定レンズ面の中心からのＹ座標
方向のずれ量を求めてＹ座標の目標原点を得、得られた
Ｘ及びＹ座標の目標原点を被測定レンズ面のＸ−Ｙ−Ｚ
座標における測定原点とすることを特徴とする。
作用 上記構成において、同一Ｙ座標位置において第１の目標
原点を得る場合、初期原点（Xa,Za）近傍の（X1,Zd1）
及び（X2,Zd2）の二位置を測定する。この範囲でのレン
ズ面形状の曲率半径は被測定レンズ面の曲率半径に等し
いと見なすことができるので、前記二位置の傾き（Zd1
−Zd2）／（X1−X2）から、初期原点の前期Ｙ座標位置
における被測定レンズ面の中心からのズレ量を求めるこ
とができる。これにより得られた第１の目標原点は、被
測定レンズ面の中心をＹ方向に通る線上に位置する。
原点を得る場合、初期原点（Xa,Za）近傍の（X1,Zd1）
及び（X2,Zd2）の二位置を測定する。この範囲でのレン
ズ面形状の曲率半径は被測定レンズ面の曲率半径に等し
いと見なすことができるので、前記二位置の傾き（Zd1
−Zd2）／（X1−X2）から、初期原点の前期Ｙ座標位置
における被測定レンズ面の中心からのズレ量を求めるこ
とができる。これにより得られた第１の目標原点は、被
測定レンズ面の中心をＹ方向に通る線上に位置する。
次に第１の目標原点と同一のＸ座標位置において、この
第１の目標原点近傍の二位置を測定し、同様にして第１
の目標原点の前記Ｘ座標における被測定レンズ面の中心
からのズレ量を求めることができる。これにより得られ
た第２の目標原点は、被測定レンズ面の中心に一致す
る。
第１の目標原点近傍の二位置を測定し、同様にして第１
の目標原点の前記Ｘ座標における被測定レンズ面の中心
からのズレ量を求めることができる。これにより得られ
た第２の目標原点は、被測定レンズ面の中心に一致す
る。
以上のように、本発明によれば最初に選んだ任意の初期
原点から、段階的に被測定レンズ面の中心を得ることが
できるので、測定原点を効率良くしかも正確に求めるこ
とができる。
原点から、段階的に被測定レンズ面の中心を得ることが
できるので、測定原点を効率良くしかも正確に求めるこ
とができる。
又レンズ面の中心を測定原点とすることにより、Ｘ−Ｙ
方向に対称な範囲を効率良く測定することができるほ
か、極座標測定の測定位置を決めることもできる。
方向に対称な範囲を効率良く測定することができるほ
か、極座標測定の測定位置を決めることもできる。
実 施 例 本発明の一実施例における光学測定装置を、第１図〜第
14図を参照しながら説明する。
14図を参照しながら説明する。
本装置は、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標位置を光ヘテロダイン法に基
いて測定するものであり、半導体レーザ光（λ＝780n
m）Ｇを被測定物１の被測定面２に集光し、その反射光
に基いてフォーカスサーボをかけると共に、測定用He−
Neゼーマンレーザ光（λ＝633nm）Ｆを被測定面２に垂
直に集光し、その反射光に基いて傾き補正サーボをかけ
ながら被測定面２の形状測定を行うものである。
いて測定するものであり、半導体レーザ光（λ＝780n
m）Ｇを被測定物１の被測定面２に集光し、その反射光
に基いてフォーカスサーボをかけると共に、測定用He−
Neゼーマンレーザ光（λ＝633nm）Ｆを被測定面２に垂
直に集光し、その反射光に基いて傾き補正サーボをかけ
ながら被測定面２の形状測定を行うものである。
第２図に示す同装置の全体構成において、３は本体ベー
スとしての下部石定盤、４はこの下部石定盤３との間に
Ｘテーブル５及びＹテーブル６を介してＸ−Ｙ方向に移
動可能な上部石定盤、７は上部石定盤４の前面に設けら
れＺ方向に移動可能に支持されたＺ移動部、８は被測定
物１を保持するＬ字状の保持台、９はこの保持台８をＹ
方向の軸Ｐ（第11図参照）まわりに回転させるエアース
ピンドル、10はこのエアースピンドル９を昇降可能に支
持し且つＺ方向の軸Ｑまわりに旋回可能な旋回台であ
る。
スとしての下部石定盤、４はこの下部石定盤３との間に
Ｘテーブル５及びＹテーブル６を介してＸ−Ｙ方向に移
動可能な上部石定盤、７は上部石定盤４の前面に設けら
れＺ方向に移動可能に支持されたＺ移動部、８は被測定
物１を保持するＬ字状の保持台、９はこの保持台８をＹ
方向の軸Ｐ（第11図参照）まわりに回転させるエアース
ピンドル、10はこのエアースピンドル９を昇降可能に支
持し且つＺ方向の軸Ｑまわりに旋回可能な旋回台であ
る。
Ｚ移動部７は、第３図に示すように、リニアモータ10を
介してバネ11により上部石定盤４に吊持されている。Ｚ
移動部７の内部には、第４図に示すように、半導体レー
ザ光Ｇを放射する半導体レーザ12が設置されている。半
導体レーザ12から放射された半導体レーザ光Ｇは、レン
ズ13、偏光プリズム14、λ/4波長板15を通過してダイク
ロイックミラー16で下向きに全反射され、対物レンズ17
の開口一杯に入射して被測定物１の被測定面２に集光す
る。半導体レーザ光Ｇの集光位置は、ゼーマンレーザ光
ＦのＺ座標測定に用いられる測定光Fz1の照射位置と略
一致する。被測定面２が傾いていれば、半導体レーザ光
Ｇの反射光の一部は前記対物レンズ17の開口外に向けて
反射させられるが、残部は対物レンズ17の開口内に向け
て反射させられる。対物レンズ17に戻った反射光はダイ
クロイックミラー16及び偏光プリズム14で全反射され、
レンズ18で集光されてハーフミラー19で二分割される。
分割された各反射光は、焦点前及び焦点後に設置された
夫々のピンホール20を通過し、夫々の光検出器21に照射
される。対物レンズ17の集光位置が被測定面２にあれ
ば、第５図に示すように、各光検出器21で検出される光
量は最大となる。被測定面２と対物レンズ17との間の距
離（Ｚ方向）が変化すると、第６図に示すように、各光
検出器21上の照射位置がズレて光量が低下する。これら
光検出器21の出力の差から、第３図に示すフォーカス誤
差信号発生部22でフォーカス誤差信号が発生する。第３
図においてスイッチSW2が仮想線で示す位置にあると
き、駆動回路23はこのフォーカス誤差信号がゼロとなる
ようにリニアモータ10を制御し、Ｚ移動部７をＺ方向に
移動させる。このようにして、半導体レーザ光Ｇと次に
述べるゼーマンレーザ光Ｆの測定光Fz1の集光位置が常
に被測定面２にあるようにフォーカスサーボがかけられ
る。
介してバネ11により上部石定盤４に吊持されている。Ｚ
移動部７の内部には、第４図に示すように、半導体レー
ザ光Ｇを放射する半導体レーザ12が設置されている。半
導体レーザ12から放射された半導体レーザ光Ｇは、レン
ズ13、偏光プリズム14、λ/4波長板15を通過してダイク
ロイックミラー16で下向きに全反射され、対物レンズ17
の開口一杯に入射して被測定物１の被測定面２に集光す
る。半導体レーザ光Ｇの集光位置は、ゼーマンレーザ光
ＦのＺ座標測定に用いられる測定光Fz1の照射位置と略
一致する。被測定面２が傾いていれば、半導体レーザ光
Ｇの反射光の一部は前記対物レンズ17の開口外に向けて
反射させられるが、残部は対物レンズ17の開口内に向け
て反射させられる。対物レンズ17に戻った反射光はダイ
クロイックミラー16及び偏光プリズム14で全反射され、
レンズ18で集光されてハーフミラー19で二分割される。
分割された各反射光は、焦点前及び焦点後に設置された
夫々のピンホール20を通過し、夫々の光検出器21に照射
される。対物レンズ17の集光位置が被測定面２にあれ
ば、第５図に示すように、各光検出器21で検出される光
量は最大となる。被測定面２と対物レンズ17との間の距
離（Ｚ方向）が変化すると、第６図に示すように、各光
検出器21上の照射位置がズレて光量が低下する。これら
光検出器21の出力の差から、第３図に示すフォーカス誤
差信号発生部22でフォーカス誤差信号が発生する。第３
図においてスイッチSW2が仮想線で示す位置にあると
き、駆動回路23はこのフォーカス誤差信号がゼロとなる
ようにリニアモータ10を制御し、Ｚ移動部７をＺ方向に
移動させる。このようにして、半導体レーザ光Ｇと次に
述べるゼーマンレーザ光Ｆの測定光Fz1の集光位置が常
に被測定面２にあるようにフォーカスサーボがかけられ
る。
２つの周波数f1、f2で発振するHe−Neゼーマン周波数安
定化レーザ24から放射されたレーザ光Ｆの一部は、第１
のハーフミラー25を透過した後、第２のハーフミラー26
で分離されて測定位置のＸ−Ｙ座標測定に用いられる。
一方、第１のハーフミラー25で反射されたレーザ光Fz
は、測定位置のＺ座標測定に用いられる。このレーザ光
Fzは偏光プリズム27で、測定光Fz1と参照光Fz2とに分離
される。測定光Fz1の周波数f1と参照光Fz2の周波数f2と
の差は数百KHzで、互いに垂直な直線偏光となってい
る。尚、Ｘ−Ｙ座標測定に使用されるレーザ光Fx、Fy
も、各光路途中で夫々のコーナキューブ44によって測定
光Fx1、Fy1と参照光Fx2、Fy2とに分離される。
定化レーザ24から放射されたレーザ光Ｆの一部は、第１
のハーフミラー25を透過した後、第２のハーフミラー26
で分離されて測定位置のＸ−Ｙ座標測定に用いられる。
一方、第１のハーフミラー25で反射されたレーザ光Fz
は、測定位置のＺ座標測定に用いられる。このレーザ光
Fzは偏光プリズム27で、測定光Fz1と参照光Fz2とに分離
される。測定光Fz1の周波数f1と参照光Fz2の周波数f2と
の差は数百KHzで、互いに垂直な直線偏光となってい
る。尚、Ｘ−Ｙ座標測定に使用されるレーザ光Fx、Fy
も、各光路途中で夫々のコーナキューブ44によって測定
光Fx1、Fy1と参照光Fx2、Fy2とに分離される。
Ｚ座標測定に用いられる測定光Fz1は、第７図に示すよ
うに、Ｐ偏波を全透過しＳ偏波を部分透過する特殊偏光
プリズム28と、ファラデー素子29と、λ/2板30とを通過
し、Ｓ偏波となって偏光プリズム31で全反射される。そ
してλ/4板32、集光レンズ33を通過し、ミラー34上に集
光して反射された測定光Fz1は前記λ/4板32によってＰ
偏波となり、前記偏光プリズム31を全透過して対物レン
ズ17に入射し、被測定面２に垂直に集光される。被測定
面２からの反射光は上記入射光と同一光路を戻るが、Ｓ
偏波となって特殊偏光プリズム28で一部反射された後、
偏光プリズム27で全反射され、Ｚ軸光検出器35に達す
る。被測定面２の形状測定時は、被測定面２上の測定点
のＺ座標の変動速度に応じて前記反射光の周波数がドプ
ラーシフトし、f1＋Δとなる。尚、反射光の光路が被測
定面２の傾きに応じてズレようとする際は、特殊偏光プ
リズム28で一部反射された反射光を４分割光検出器36が
検知し、集光レンズ移動手段37により集光レンズ33をＸ
−Ｙ方向に移動させて入射光の対物レンズ17への入射位
置を変化させることにより、常に反射光が同一光路を戻
るように傾き補正サーボがかけられる。
うに、Ｐ偏波を全透過しＳ偏波を部分透過する特殊偏光
プリズム28と、ファラデー素子29と、λ/2板30とを通過
し、Ｓ偏波となって偏光プリズム31で全反射される。そ
してλ/4板32、集光レンズ33を通過し、ミラー34上に集
光して反射された測定光Fz1は前記λ/4板32によってＰ
偏波となり、前記偏光プリズム31を全透過して対物レン
ズ17に入射し、被測定面２に垂直に集光される。被測定
面２からの反射光は上記入射光と同一光路を戻るが、Ｓ
偏波となって特殊偏光プリズム28で一部反射された後、
偏光プリズム27で全反射され、Ｚ軸光検出器35に達す
る。被測定面２の形状測定時は、被測定面２上の測定点
のＺ座標の変動速度に応じて前記反射光の周波数がドプ
ラーシフトし、f1＋Δとなる。尚、反射光の光路が被測
定面２の傾きに応じてズレようとする際は、特殊偏光プ
リズム28で一部反射された反射光を４分割光検出器36が
検知し、集光レンズ移動手段37により集光レンズ33をＸ
−Ｙ方向に移動させて入射光の対物レンズ17への入射位
置を変化させることにより、常に反射光が同一光路を戻
るように傾き補正サーボがかけられる。
一方、参照光Fz2は前記偏光プリズム27で全反射された
後、レンズ38によってＺ軸ミラー39上に集光され、反射
されて前記Ｚ軸光検出器35に達する。反射光の周波数
は、Ｘ、Ｙテーブル５、６の移動真直度などの誤差によ
り、f2＋δとなる。従ってＺ軸光検出器35では、（f1＋
Δ）−（f2＋δ）がビート信号として検出され、Ｚ座標
検出位置37において被測定面２の測定位置のＺ座標が正
確に得られる。
後、レンズ38によってＺ軸ミラー39上に集光され、反射
されて前記Ｚ軸光検出器35に達する。反射光の周波数
は、Ｘ、Ｙテーブル５、６の移動真直度などの誤差によ
り、f2＋δとなる。従ってＺ軸光検出器35では、（f1＋
Δ）−（f2＋δ）がビート信号として検出され、Ｚ座標
検出位置37において被測定面２の測定位置のＺ座標が正
確に得られる。
尚、被測定面２の測定位置のＸ、Ｙ座標は、Ｚ移動部７
に設置したＸ、Ｙ軸ミラー38、39に集光されたFx1、Fy1
の反射光と、下部石定盤１側に設置したＸ、Ｙ軸ミラー
40、41に集光された参照光Fx2、Fy2の反射光との周波数
の差によって、Ｘ、Ｙ軸光検出器42、43で検出される。
に設置したＸ、Ｙ軸ミラー38、39に集光されたFx1、Fy1
の反射光と、下部石定盤１側に設置したＸ、Ｙ軸ミラー
40、41に集光された参照光Fx2、Fy2の反射光との周波数
の差によって、Ｘ、Ｙ軸光検出器42、43で検出される。
被測定物１を保持する保持台８は、第８図に示すよう
に、Ｚ軸スライド板45、Ｘ軸スライド板46、基板47から
基本構成されたスライドガイド装置を介してＺ−Ｘ方向
移動可能にエアースピンドル９に取付けられている。こ
れらＺ軸スライド板45、Ｘ軸スライド板46、基板47は磁
性体からなっている。Ｚ軸スライド板45は背面側に形成
されたＺ方向の凹溝部48が、Ｘ軸スライド板46の前面側
に形成されたＺ方向の凸部49に面接触状態で嵌合してい
る。Ｘ軸スライド板46の背面側に形成されたＸ方向の凹
溝部50は、基板47の前面側に形成されたＸ方向の凸部51
に面接触状態で嵌合している。これら凹溝部48、50及び
凸部49、51の表面は平滑に研磨されている。
に、Ｚ軸スライド板45、Ｘ軸スライド板46、基板47から
基本構成されたスライドガイド装置を介してＺ−Ｘ方向
移動可能にエアースピンドル９に取付けられている。こ
れらＺ軸スライド板45、Ｘ軸スライド板46、基板47は磁
性体からなっている。Ｚ軸スライド板45は背面側に形成
されたＺ方向の凹溝部48が、Ｘ軸スライド板46の前面側
に形成されたＺ方向の凸部49に面接触状態で嵌合してい
る。Ｘ軸スライド板46の背面側に形成されたＸ方向の凹
溝部50は、基板47の前面側に形成されたＸ方向の凸部51
に面接触状態で嵌合している。これら凹溝部48、50及び
凸部49、51の表面は平滑に研磨されている。
Ｘ軸スライド板46の上面に固定された保持部材52は、Ｚ
軸送りネジ53を回転可能に保持している。Ｚ軸送りネジ
53のネジ部は、Ｚ軸スライド板45の上部に螺設された雌
ネジ部54に螺合している。Ｘ軸スライド板46の両側面に
取付けられた枠部材55の一方は、Ｘ軸送りネジ56を回転
可能に保持している。Ｘ軸送りネジ56のネジ部は、基板
47の一側部に穿設された雌ネジ部57に螺合している。こ
の基板47の略中央部には、Ｚ軸スライド板45、Ｘ軸スラ
イド板46のスライドを固定する固定ネジ58のネジ部に螺
合する雌ネジ部59が穿設されている。Ｘ軸スライド板46
の略中央部には、固定ネジ58の軸部を挿通するＸ方向の
長孔60が開設されている。Ｚ軸スライド板45の略中央部
には前記軸部を挿通する大径の角孔61が開設されてい
る。Ｘ軸スライド板46には四つの円孔62が開設され、各
円孔62に非磁性体からなる円筒カラー63を周囲に備えた
円柱状の磁石64が嵌着されている。磁石64の両端面は、
Ｘ軸スライド板46の表面より若干沈んでいる。本実施例
では磁石64の磁性体に対する吸着力により、Ｘ軸スライ
ド板46とＺ軸スライド板45及び基板47との密着性を更に
向上させている。磁石64の材質はサマリウムコバルトが
好適であるが、それ以外の材質を用いてもよい。
軸送りネジ53を回転可能に保持している。Ｚ軸送りネジ
53のネジ部は、Ｚ軸スライド板45の上部に螺設された雌
ネジ部54に螺合している。Ｘ軸スライド板46の両側面に
取付けられた枠部材55の一方は、Ｘ軸送りネジ56を回転
可能に保持している。Ｘ軸送りネジ56のネジ部は、基板
47の一側部に穿設された雌ネジ部57に螺合している。こ
の基板47の略中央部には、Ｚ軸スライド板45、Ｘ軸スラ
イド板46のスライドを固定する固定ネジ58のネジ部に螺
合する雌ネジ部59が穿設されている。Ｘ軸スライド板46
の略中央部には、固定ネジ58の軸部を挿通するＸ方向の
長孔60が開設されている。Ｚ軸スライド板45の略中央部
には前記軸部を挿通する大径の角孔61が開設されてい
る。Ｘ軸スライド板46には四つの円孔62が開設され、各
円孔62に非磁性体からなる円筒カラー63を周囲に備えた
円柱状の磁石64が嵌着されている。磁石64の両端面は、
Ｘ軸スライド板46の表面より若干沈んでいる。本実施例
では磁石64の磁性体に対する吸着力により、Ｘ軸スライ
ド板46とＺ軸スライド板45及び基板47との密着性を更に
向上させている。磁石64の材質はサマリウムコバルトが
好適であるが、それ以外の材質を用いてもよい。
このようなスライドガイド装置において、保持台８上の
被測定物１をＺ方向に移動させる場合は、第９図に示す
ように、Ｚ軸送りネジ53を回転操作してＺ軸スライド板
45を微調スライドさせる。Ｘ方向に移動させる場合は、
第10図に示すように、Ｘ送りネジ56を回転操作してＸ軸
スライド板46を微調スライドさせる。固定する際は固定
ネジ58によって締付ける。本実施例のスライドガイド装
置によれば、被測定面２の極座標測定時などにおいて生
じるガタ付きが事実上全くなく、被測定面２の超高精度
測定の実現に寄与するところ大である。
被測定物１をＺ方向に移動させる場合は、第９図に示す
ように、Ｚ軸送りネジ53を回転操作してＺ軸スライド板
45を微調スライドさせる。Ｘ方向に移動させる場合は、
第10図に示すように、Ｘ送りネジ56を回転操作してＸ軸
スライド板46を微調スライドさせる。固定する際は固定
ネジ58によって締付ける。本実施例のスライドガイド装
置によれば、被測定面２の極座標測定時などにおいて生
じるガタ付きが事実上全くなく、被測定面２の超高精度
測定の実現に寄与するところ大である。
前記旋回台10は、第２図に示すように、エアースピンド
ル９が設置固定された支持板65と、この支持板65を昇降
可能に案内支持する四本の支持柱66と、これら支持柱66
が立設された旋回基盤67とを備えている。旋回基盤67は
枢支ピン68によって旋回可能に枢支されている。旋回基
盤67上には、支持板65に穿設された雌ネジ部に螺合する
送りネジ69と、この送りネジ69を回転させるモータ70と
が配設されている。送りネジ69はその下部に固定された
ギア71とこのギア71に噛合するウォーム72とを介して回
転させられる。
ル９が設置固定された支持板65と、この支持板65を昇降
可能に案内支持する四本の支持柱66と、これら支持柱66
が立設された旋回基盤67とを備えている。旋回基盤67は
枢支ピン68によって旋回可能に枢支されている。旋回基
盤67上には、支持板65に穿設された雌ネジ部に螺合する
送りネジ69と、この送りネジ69を回転させるモータ70と
が配設されている。送りネジ69はその下部に固定された
ギア71とこのギア71に噛合するウォーム72とを介して回
転させられる。
このように構成された旋回台10によれば、保持台８に被
測定物１を保持させて被測定面２の形状測定を行う場合
は、第11図及び第12図に実戦で示す測定位置に保持台８
を設置する。より大きな被測定物１の形状測定を行う場
合は、第11図に示すように、モータ70を駆動してエアー
スピンドル９をその上端部が上部石定盤２の下端部より
も低い位置に下降させる。次にこの状態で旋回台10を、
第12図に矢印で示す方向に枢支ピン68を中心として旋回
させる。これにより、保持台８をＺ移動部７下方の測定
位置から退避位置に移動させることができ、Ｚ移動部７
の下方空間を拡大することができる。尚、極座標測定を
行う場合は被測定面２の近似曲率中心がエアースピンド
ル９の回転軸Ｐと一致するようにモータ70でエアースピ
ンドル９を昇降させる。
測定物１を保持させて被測定面２の形状測定を行う場合
は、第11図及び第12図に実戦で示す測定位置に保持台８
を設置する。より大きな被測定物１の形状測定を行う場
合は、第11図に示すように、モータ70を駆動してエアー
スピンドル９をその上端部が上部石定盤２の下端部より
も低い位置に下降させる。次にこの状態で旋回台10を、
第12図に矢印で示す方向に枢支ピン68を中心として旋回
させる。これにより、保持台８をＺ移動部７下方の測定
位置から退避位置に移動させることができ、Ｚ移動部７
の下方空間を拡大することができる。尚、極座標測定を
行う場合は被測定面２の近似曲率中心がエアースピンド
ル９の回転軸Ｐと一致するようにモータ70でエアースピ
ンドル９を昇降させる。
次に、第３図及び第13図を用いて、フォーカスサーボ系
の詳細な説明を行う。
の詳細な説明を行う。
第３図において、73はＺ移動部７のＺ方向における平衡
位置からの変位量を検出する位置検出器、74は位置検出
器73からの出力によって位置信号を発生する位置信号発
生回路、75は位置信号に基いてＺ移動部７のＺ方向に位
置を表示する位置表示手段、76は0.3Hzの周波数発振
器、77はＺ移動部７をＺ方向に移動させるためのボリュ
ーム、78はボリューム77の操作設定電圧に基きバネ11の
復元力の影響をなくすように位置信号を増幅して駆動回
路23に信号を送る差動増幅器、79はゲインコントロール
回路、80は被測定面２の反射率に応じてサーボゲインの
切替え操作を行うための操作部である。この操作部に
は、第13図に示すように、半導体レーザ光Ｇ及びゼーマ
ンレーザ光Ｆの被測定面２での各反射率を三つの範囲に
切替えるための反射率切替スイッチと、両レーザ光Ｇ、
Ｆの反射率切替えの連動と独立作動とを選択するための
連動スイッチと、各レーザ光Ｇ、Ｆの反射光量を表示す
る反射光量モニターメータとを備えている。
位置からの変位量を検出する位置検出器、74は位置検出
器73からの出力によって位置信号を発生する位置信号発
生回路、75は位置信号に基いてＺ移動部７のＺ方向に位
置を表示する位置表示手段、76は0.3Hzの周波数発振
器、77はＺ移動部７をＺ方向に移動させるためのボリュ
ーム、78はボリューム77の操作設定電圧に基きバネ11の
復元力の影響をなくすように位置信号を増幅して駆動回
路23に信号を送る差動増幅器、79はゲインコントロール
回路、80は被測定面２の反射率に応じてサーボゲインの
切替え操作を行うための操作部である。この操作部に
は、第13図に示すように、半導体レーザ光Ｇ及びゼーマ
ンレーザ光Ｆの被測定面２での各反射率を三つの範囲に
切替えるための反射率切替スイッチと、両レーザ光Ｇ、
Ｆの反射率切替えの連動と独立作動とを選択するための
連動スイッチと、各レーザ光Ｇ、Ｆの反射光量を表示す
る反射光量モニターメータとを備えている。
これにより、被測定面２の反射率に応じて夫々のサーボ
ゲインを切替えることができるので、広い範囲の反射率
に対してサーボゲインを略一定にすることができ、高精
度測定可能な被測定面２の範囲を拡大することができ
る。又同一被測定面２においてレーザ光Ｇ、Ｆの波長に
起因する反射率の相違にも対処することができるので、
フォーカスサーボと傾きサーボとを夫々の反射率に応じ
て正常に動作させることができる。更に、測定中の被測
定面２の反射率を夫々のレーザ光Ｇ、Ｆにおいて確認し
ながらゲイン切替えを行うことができる。尚、本実施例
では対応可能な反射率の範囲を３〜100％としている
が、０〜100％としてもよい。
ゲインを切替えることができるので、広い範囲の反射率
に対してサーボゲインを略一定にすることができ、高精
度測定可能な被測定面２の範囲を拡大することができ
る。又同一被測定面２においてレーザ光Ｇ、Ｆの波長に
起因する反射率の相違にも対処することができるので、
フォーカスサーボと傾きサーボとを夫々の反射率に応じ
て正常に動作させることができる。更に、測定中の被測
定面２の反射率を夫々のレーザ光Ｇ、Ｆにおいて確認し
ながらゲイン切替えを行うことができる。尚、本実施例
では対応可能な反射率の範囲を３〜100％としている
が、０〜100％としてもよい。
以上のように構成された光学測定装置において非曲面レ
ンズを被測定物１としその被測定面２の形状測定を行う
には、先ず被測定物１を保持台８上に保持させる。この
とき、エアースピンドル９の回転軸Ｐが被測定面２の曲
率中心を通るようにエアースピンドル９を昇降又はスラ
イドガイド装置をＸ−Ｚ方向に微調スライドさせる。次
にボリューム77を操作してＺ移動部７をＺ方向に移動さ
せ、第14図に示すように、対物レンズ17を被測定面２の
先端部に対するフォーカス位置の上方１〜2mmの位置に
初期位置を設定する。このとき、同図に示すようなスケ
ール81を上部石定盤４の前面側に設置しておくと好適で
ある。
ンズを被測定物１としその被測定面２の形状測定を行う
には、先ず被測定物１を保持台８上に保持させる。この
とき、エアースピンドル９の回転軸Ｐが被測定面２の曲
率中心を通るようにエアースピンドル９を昇降又はスラ
イドガイド装置をＸ−Ｚ方向に微調スライドさせる。次
にボリューム77を操作してＺ移動部７をＺ方向に移動さ
せ、第14図に示すように、対物レンズ17を被測定面２の
先端部に対するフォーカス位置の上方１〜2mmの位置に
初期位置を設定する。このとき、同図に示すようなスケ
ール81を上部石定盤４の前面側に設置しておくと好適で
ある。
スイッチSw1をオンすると、Ｚ移動部７はフォーカス誤
差信号が出るまで、すなわち対物レンズ17がフォーカス
引き込み範囲に達するまで下降する。フォーカス誤差信
号が検出されたらスイッチSw2を切替えてフォーカスサ
ーボをかける。これにより、対物レンズ17をフォーカス
位置に引き込むことができる。
差信号が出るまで、すなわち対物レンズ17がフォーカス
引き込み範囲に達するまで下降する。フォーカス誤差信
号が検出されたらスイッチSw2を切替えてフォーカスサ
ーボをかける。これにより、対物レンズ17をフォーカス
位置に引き込むことができる。
次に被測定面２のＸ−Ｙ−Ｚ座標における測定原点Ｓ
（図示せず）を求める方法を、第１図を参照しながら説
明する。
（図示せず）を求める方法を、第１図を参照しながら説
明する。
現在のレーザ光Ｇの被測定面２上の集光位置を初期原点
（Xa,Za）S0とし、この初期原点S0の同一Ｙ座標位置で
の被測定面２の中心からのズレ量を求めて第１の目標点
S1を得るため、同一Ｙ座標位置において初期原点S0近傍
の一定範囲で二位置のＸ−Ｚ座標を測定する。夫々のＸ
−Ｚ座標を、（X1,Zd1）、（X2,Zd2）とする。
（Xa,Za）S0とし、この初期原点S0の同一Ｙ座標位置で
の被測定面２の中心からのズレ量を求めて第１の目標点
S1を得るため、同一Ｙ座標位置において初期原点S0近傍
の一定範囲で二位置のＸ−Ｚ座標を測定する。夫々のＸ
−Ｚ座標を、（X1,Zd1）、（X2,Zd2）とする。
測定によって得られた測定面（第１図実線）の計算球面
（第１図仮想線）からのズレ量をZdとすると、 X2＋Y2＋（Ｚ＋Ｒ−Zd）２＝R2と置ける。但し、Ｒは初
期原点S0近傍の曲率半径である。一方、計算球面は 測定面は なので、Zdは、 となる。
（第１図仮想線）からのズレ量をZdとすると、 X2＋Y2＋（Ｚ＋Ｒ−Zd）２＝R2と置ける。但し、Ｒは初
期原点S0近傍の曲率半径である。一方、計算球面は 測定面は なので、Zdは、 となる。
ここでＸ≪Ｒとすると、 Zd≒Ｒ−X2÷2R−Ｒ＋（Ｘ＋Xa）２ ÷2R−Za ＝〔（Ｘ＋Xa）２−X2〕÷2R−Za ≒Xa・Ｘ÷Ｒ＋Xa2÷2R−Za ここで、Xa2÷2R＝Zaなので、 Zd＝Xa・Ｘ÷Ｒ、となる。
故に、 Xa＝Ｒ÷Ｘ・Zd ＝Ｒ・（Zd1−Zd2）÷（X1−X2） 以上のようにして、第１の目標原点S1を得ることができ
る。以下、同様にして、この第１の目標原点S1近傍の同
一Ｘ座標位置における二位置のＹ−Ｚ座標を測定し、第
１の目標原点S1の被測定面２の中心からのズレ量を求め
て第２の目標原点S2（図示せず）を得る。
る。以下、同様にして、この第１の目標原点S1近傍の同
一Ｘ座標位置における二位置のＹ−Ｚ座標を測定し、第
１の目標原点S1の被測定面２の中心からのズレ量を求め
て第２の目標原点S2（図示せず）を得る。
この第２の目標原点S2は被測定面２の中心に一致するの
で、この目標原点S2を被測定レンズ面のＸ−Ｙ−Ｚ座標
における測定原点Ｓとして被測定面２の形状測定を行う
ことにより、Ｘ−Ｙ方向に対称な範囲を測定することが
できる。又これに基いて、極座標測定を行う場合の測定
位置を決めることもできる。
で、この目標原点S2を被測定レンズ面のＸ−Ｙ−Ｚ座標
における測定原点Ｓとして被測定面２の形状測定を行う
ことにより、Ｘ−Ｙ方向に対称な範囲を測定することが
できる。又これに基いて、極座標測定を行う場合の測定
位置を決めることもできる。
本発明は上記実施例に示すほか、種々の態様に構成する
ことができる。
ことができる。
例えば、初期原点近傍の同一Ｘ座標位置における二位置
のＸ−Ｚ座標から測定を行うことができる。又上記実施
例では非球面状凸レンズのレンズ形状を測定したが、本
発明は非球面状凹レンズや凹面ミラー、及び球面状の各
種レンズやミラーなどにも適用することができる。尚、
本発明に用いる光学測定装置の構成は、上記実施例に示
すのもの限定されないのは勿論であり、例えば接触式の
測定プローブを備えた光学測定装置にも本発明を適用す
ることができる。
のＸ−Ｚ座標から測定を行うことができる。又上記実施
例では非球面状凸レンズのレンズ形状を測定したが、本
発明は非球面状凹レンズや凹面ミラー、及び球面状の各
種レンズやミラーなどにも適用することができる。尚、
本発明に用いる光学測定装置の構成は、上記実施例に示
すのもの限定されないのは勿論であり、例えば接触式の
測定プローブを備えた光学測定装置にも本発明を適用す
ることができる。
発明の効果 本発明は上記構成、作用を有するので、測定原点を効率
良くしかも正確に求めることができる。
良くしかも正確に求めることができる。
又Ｘ−Ｙ方向に対称な範囲を効率良く測定することがで
きるほか、極座標測定の測定位置を決めることもできる
などの効果を奏することができる。
きるほか、極座標測定の測定位置を決めることもできる
などの効果を奏することができる。
第１図は本発明の一実施例における光学測定装置におい
て被測定面上のＹ方向における初期原点から目標原点を
求める概略説明図、第２図は同装置の全体構成を示す概
略斜視図、第３図は同装置におけるフォーカスサーボ系
のブロック図、第４図はその光路図、第５図は対物レン
ズがフォーカス位置にあるときの光路図、第６図は対物
レンズがフォーカス位置から外れたときの光路図、第７
図は同装置における傾きサーボ系の光路図、第８図は同
装置において被測定物の保持枠をエアースピンドルに対
してＸ−Ｚ方向に移動可能に案内支持するスライドガイ
ド装置の分解斜視図、第９図はその縦断側面図、第10図
はその横断平面図、第11図は同装置における旋回台の正
面図、第12図はその平面図、第13図は同装置における反
射率切替え操作部の正面図、第14図は同装置における対
物レンズの位置設定の説明図である。 ２……被測定面、S0……初期原点、S1……第１の目標原
点、S2……第２の目標原点、Ｓ……測定原点。
て被測定面上のＹ方向における初期原点から目標原点を
求める概略説明図、第２図は同装置の全体構成を示す概
略斜視図、第３図は同装置におけるフォーカスサーボ系
のブロック図、第４図はその光路図、第５図は対物レン
ズがフォーカス位置にあるときの光路図、第６図は対物
レンズがフォーカス位置から外れたときの光路図、第７
図は同装置における傾きサーボ系の光路図、第８図は同
装置において被測定物の保持枠をエアースピンドルに対
してＸ−Ｚ方向に移動可能に案内支持するスライドガイ
ド装置の分解斜視図、第９図はその縦断側面図、第10図
はその横断平面図、第11図は同装置における旋回台の正
面図、第12図はその平面図、第13図は同装置における反
射率切替え操作部の正面図、第14図は同装置における対
物レンズの位置設定の説明図である。 ２……被測定面、S0……初期原点、S1……第１の目標原
点、S2……第２の目標原点、Ｓ……測定原点。
Claims (1)
- 【請求項１】被測定レンズ面の任意の点を初期原点と
し、この初期原点近傍の同一Ｙ座標位置における２位置
のＸ−Ｚ座標を測定し、初期原点の前記座標位置におけ
る被測定レンズ面の中心（凸面なら最上点凹面なら最下
点を中心とする）からのＸ座標方向のずれ量を求めてＸ
座標の目標原点を得、同一Ｘ座標位置における２位置の
Ｙ−Ｚ座標を測定し、初期原点の前記座標位置における
被測定レンズ面の中心からのＹ座標方向のずれ量を求め
てＹ座標の目標原点を得、得られたＸ及びＹ座標の目標
原点を被測定レンズ面のＸ−Ｙ−Ｚ座標における測定原
点とすることを特徴とするレンズ面形状の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7759589A JPH0769158B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | レンズ面形状の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7759589A JPH0769158B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | レンズ面形状の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02254307A JPH02254307A (ja) | 1990-10-15 |
| JPH0769158B2 true JPH0769158B2 (ja) | 1995-07-26 |
Family
ID=13638312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7759589A Expired - Fee Related JPH0769158B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | レンズ面形状の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0769158B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2748702B2 (ja) * | 1991-02-04 | 1998-05-13 | 松下電器産業株式会社 | 三次元測定機の誤差補正方法 |
| JP4101002B2 (ja) * | 2002-08-29 | 2008-06-11 | 松下電器産業株式会社 | 形状測定装置及び形状測定方法 |
-
1989
- 1989-03-28 JP JP7759589A patent/JPH0769158B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02254307A (ja) | 1990-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR940003918B1 (ko) | 형상측정장치 | |
| US8928891B2 (en) | Optical distance sensor with tilt error correction | |
| KR100921847B1 (ko) | 3차원 형상 측정 장치 | |
| JP4216348B2 (ja) | 干渉計システムおよびそのようなシステムを含むリソグラフィー装置 | |
| US6147748A (en) | Tracking system | |
| JP3908297B2 (ja) | レーザ測量機 | |
| US5455677A (en) | Optical probe | |
| US4538911A (en) | Three-dimensional interferometric length-measuring apparatus | |
| US2880644A (en) | Alignement interferometer | |
| JP5171108B2 (ja) | 三次元形状測定装置 | |
| JPH1151624A (ja) | 面形状測定装置 | |
| JPH0769158B2 (ja) | レンズ面形状の測定方法 | |
| JP2797521B2 (ja) | 自動焦点制御装置 | |
| JP2935548B2 (ja) | 自動焦点制御装置 | |
| JPH07190734A (ja) | 円周面形状測定方法 | |
| JPH0814632B2 (ja) | スライドガイド装置 | |
| JPH02254306A (ja) | 光学測定装置 | |
| JPH02254634A (ja) | 自動焦点制御装置における対物レンズの位置設定方法 | |
| JP2003083741A (ja) | 表面性状測定機 | |
| JP2767138B2 (ja) | 光学式情報記録再生装置用光学系の光軸調整方法及び治具 | |
| JPH02254305A (ja) | 光学測定装置 | |
| JPS6365346A (ja) | 光学式表面検査装置 | |
| JP3182809B2 (ja) | 自動焦点制御装置 | |
| JPH05312561A (ja) | 原子間力顕微鏡 | |
| JPH05157958A (ja) | 自動焦点制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070726 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080726 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090726 Year of fee payment: 14 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 14 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090726 |