JPS6138506A - 干渉計測機におけるフオ−カシングポイント判別方法 - Google Patents
干渉計測機におけるフオ−カシングポイント判別方法Info
- Publication number
- JPS6138506A JPS6138506A JP16066584A JP16066584A JPS6138506A JP S6138506 A JPS6138506 A JP S6138506A JP 16066584 A JP16066584 A JP 16066584A JP 16066584 A JP16066584 A JP 16066584A JP S6138506 A JPS6138506 A JP S6138506A
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- Japan
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- light
- lens
- mask
- area sensor
- measured
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、例えば球面、非球面、形状等を計測する干渉
計測機におけるフォーカシングポイント判別方法に関す
るものであり、特にフォーカシングポイントとキャッツ
アイポイントとを明確に判別することができるようにし
た方法に関するものである。
計測機におけるフォーカシングポイント判別方法に関す
るものであり、特にフォーカシングポイントとキャッツ
アイポイントとを明確に判別することができるようにし
た方法に関するものである。
（従来技術）
被測定体の球面又は非球面等を計測する干渉計測機では
、被測定体の像をエリアセンサ上に結像させるためにフ
ォーカシングポイントの検出が行われている。ここで、
エリアセンサ上での結像条件はフォーカシングポイント
とキャッツアイポイントの２個所で成立する。真に求め
たいのはフォーカシングポイントであり、キャッツアイ
ポイントでは他の光学系の波面を結像してしまい誤った
計測を行うことになる。そこで、フォーカシングポイン
トとキャッツアイポイントの相別方法が提案されている
。第５図はその例を示す。
、被測定体の像をエリアセンサ上に結像させるためにフ
ォーカシングポイントの検出が行われている。ここで、
エリアセンサ上での結像条件はフォーカシングポイント
とキャッツアイポイントの２個所で成立する。真に求め
たいのはフォーカシングポイントであり、キャッツアイ
ポイントでは他の光学系の波面を結像してしまい誤った
計測を行うことになる。そこで、フォーカシングポイン
トとキャッツアイポイントの相別方法が提案されている
。第５図はその例を示す。
第５図において、レーザ光源１と、コリメータレンズ２
と、コンバータレンズ３と、被測定体としてのレンズ４
とをこの順に配置し、コリメータレンズ２とコンバータ
レンズ３との間には二つのビームスプリッタ５．６を配
置して被測定レンズ４からの反射光をそれぞれ側方に反
射するようになっており、ビームスプリッタ５による反
射光はレンズ７を通って第１のエリアセンサ８に導かれ
て被測定レンズ４の像がエリアセンサ８上に結像さ一咋
、また、ビームスプリッタ６による反射光はレンズ９に
よって第２のエリアセンサ１０上に集光されるようにな
っている。被ａす定レンズ４は光軸方向に移動させるこ
とができるようになっている。
と、コンバータレンズ３と、被測定体としてのレンズ４
とをこの順に配置し、コリメータレンズ２とコンバータ
レンズ３との間には二つのビームスプリッタ５．６を配
置して被測定レンズ４からの反射光をそれぞれ側方に反
射するようになっており、ビームスプリッタ５による反
射光はレンズ７を通って第１のエリアセンサ８に導かれ
て被測定レンズ４の像がエリアセンサ８上に結像さ一咋
、また、ビームスプリッタ６による反射光はレンズ９に
よって第２のエリアセンサ１０上に集光されるようにな
っている。被ａす定レンズ４は光軸方向に移動させるこ
とができるようになっている。
上記従来例において、レーザ光源１から発せられたレー
ザ光はコリメータレンズ２によって広がった平行光とな
りビームスプリフタ５．６を通してコンバータレンズ３
に入射する。コンバータレンズ３により球面波に変換さ
れた光は１点に集光する。この集光位置付近には被測定
レンズ４が配置されており、被測定レンズ４からの反射
光はコンバータレンズ３を通り、二つのビームスプリッ
タ５．６でぞれぞれ反射されてエリアセンサ１０上に集
光しまたエリアセンサ８上に被測定レンズ４の像が結像
される。ここで、エリアセンサ１０の集光スポット径を
目視で確認しながら被測定レンズ４を光軸方向に移動さ
せて、第１図に実線で示され又は第３図に示されている
ように集光位置が被測定レンズ４の凸状の前面頂部に一
致するように調節すると、被測定レンズ４の頂部に入射
した全光束が反射され、第６図にＣで示されているよう
にエリアセンサ１０上のスポット径が最小となり、光量
が最大となる。これはキャッツアイポイントであり、こ
のとき被測定レンズ４より前側の光学系の波面がエリア
センサ８上に結像する。被測定レンズ４をさらに移動さ
せて第５図に一点鎖線４Ａで示されているように、また
、第２図に示されているようにコンバータレンズ３側か
らの光を被測定レンズ４内の所定の一点、例えばレンズ
４の凸面の球心に集光させると、被測定レンズ４からの
反射光がコンバータレンズ３を通りかつビー４スプリン
タ６で反射されてエリアセンサ１０上に集光し、再びそ
のスポット径が最小で光量が最大となる。これがフォー
カシングポイントであり、そのとき被測定レンズ４０波
面がエリアセンサ８上に結像する。フォーカシングポイ
ント以外の位置では第６図にａ、ｂで示されているよう
にスポット径は大きく、光量は少なくなる。求めようと
するのはフォーカシングポイントだけであるが、エリア
センサ１０上のスポットが最小となる点を検出するだけ
では、フォーカシングポイントではなくキャッツアイポ
イントを検出してしまうことがあり、その場合、被測定
体以外の光学系の波面を測定してしまうことになる。そ
こで、従来は、エリアセンサ１０上のスポット径が最小
のとき被測定レンズ４の表面の光束を観察し、被測定レ
ンズ４の表面に光束が集束していればキャッツアイポイ
ント（第３図参照）、広がっていればフォーカシングポ
イント（第２図参照）というように目視によって判別す
るようになっていた。しかし、上記従来の方法によれば
、目視によって判別せざるを得す、自動的に判別するこ
とは不可能であり、また、キャッツアイポイントとフォ
ーカシングポイントを明確かつ迅速に判別することは困
難であった。
ザ光はコリメータレンズ２によって広がった平行光とな
りビームスプリフタ５．６を通してコンバータレンズ３
に入射する。コンバータレンズ３により球面波に変換さ
れた光は１点に集光する。この集光位置付近には被測定
レンズ４が配置されており、被測定レンズ４からの反射
光はコンバータレンズ３を通り、二つのビームスプリッ
タ５．６でぞれぞれ反射されてエリアセンサ１０上に集
光しまたエリアセンサ８上に被測定レンズ４の像が結像
される。ここで、エリアセンサ１０の集光スポット径を
目視で確認しながら被測定レンズ４を光軸方向に移動さ
せて、第１図に実線で示され又は第３図に示されている
ように集光位置が被測定レンズ４の凸状の前面頂部に一
致するように調節すると、被測定レンズ４の頂部に入射
した全光束が反射され、第６図にＣで示されているよう
にエリアセンサ１０上のスポット径が最小となり、光量
が最大となる。これはキャッツアイポイントであり、こ
のとき被測定レンズ４より前側の光学系の波面がエリア
センサ８上に結像する。被測定レンズ４をさらに移動さ
せて第５図に一点鎖線４Ａで示されているように、また
、第２図に示されているようにコンバータレンズ３側か
らの光を被測定レンズ４内の所定の一点、例えばレンズ
４の凸面の球心に集光させると、被測定レンズ４からの
反射光がコンバータレンズ３を通りかつビー４スプリン
タ６で反射されてエリアセンサ１０上に集光し、再びそ
のスポット径が最小で光量が最大となる。これがフォー
カシングポイントであり、そのとき被測定レンズ４０波
面がエリアセンサ８上に結像する。フォーカシングポイ
ント以外の位置では第６図にａ、ｂで示されているよう
にスポット径は大きく、光量は少なくなる。求めようと
するのはフォーカシングポイントだけであるが、エリア
センサ１０上のスポットが最小となる点を検出するだけ
では、フォーカシングポイントではなくキャッツアイポ
イントを検出してしまうことがあり、その場合、被測定
体以外の光学系の波面を測定してしまうことになる。そ
こで、従来は、エリアセンサ１０上のスポット径が最小
のとき被測定レンズ４の表面の光束を観察し、被測定レ
ンズ４の表面に光束が集束していればキャッツアイポイ
ント（第３図参照）、広がっていればフォーカシングポ
イント（第２図参照）というように目視によって判別す
るようになっていた。しかし、上記従来の方法によれば
、目視によって判別せざるを得す、自動的に判別するこ
とは不可能であり、また、キャッツアイポイントとフォ
ーカシングポイントを明確かつ迅速に判別することは困
難であった。
（目的）
本発明の目的は、フォーカシングポイントを自動的に判
別することを可能にすると共に、フォーカシングポイン
トとキャッツアイポイントとを明確かつ迅速に判別する
ことを可能にした干渉計測機におけるフォーカシングポ
イント判別方法を提供することにある。
別することを可能にすると共に、フォーカシングポイン
トとキャッツアイポイントとを明確かつ迅速に判別する
ことを可能にした干渉計測機におけるフォーカシングポ
イント判別方法を提供することにある。
（構成）
本発明の干渉計測機におけるフォーカシングポイント判
別方法は、コリメータレンズとコンバータレンズとの間
に配置したビームスプリフタによって被測定体からの反
射光を再リアセンサに導き、このエリアセンサ上の集光
スポットの光量が最大になったときコンバータレンズと
被測定体との間に配置されているマスクを光軸中心に向
かって移動させ、エリアセンサ上に集光される被測定体
からの反射光の減少の割合によってフォーカシングポイ
ントとキャッツアイポイントとを判別することを特徴と
する特 以下、図示の実施例を参照しながら本発明の詳細な説明
する。
別方法は、コリメータレンズとコンバータレンズとの間
に配置したビームスプリフタによって被測定体からの反
射光を再リアセンサに導き、このエリアセンサ上の集光
スポットの光量が最大になったときコンバータレンズと
被測定体との間に配置されているマスクを光軸中心に向
かって移動させ、エリアセンサ上に集光される被測定体
からの反射光の減少の割合によってフォーカシングポイ
ントとキャッツアイポイントとを判別することを特徴と
する特 以下、図示の実施例を参照しながら本発明の詳細な説明
する。
第１図の実施例は、第５図に示されている従来例と共通
の構成部分を有しているので、共通の構成部分には共通
の符号を付してその部分の説明は簡略化することにする
。第１図において、エリアセンサ１０の出力信号は光量
検出回路１１に入力され、光量検出回路１１の出力はレ
ンズ駆動回路１２に入力され、レンズ駆動回路１２によ
ってレンズ移動装置１３が駆動されて被測定レンズ４が
光軸方向に移動させられるようになっている。このよう
に、エリアセンサ１０、光量検出回路１１、レンズ駆動
回路１２、レンズ移動装置１３はフィードバックループ
を形成し、レンズ駆動回路１２はエリアセンサ１０上の
光量が最大になるようにレンズ移動装置１３を駆動して
被測定レンズ４を光軸方向に移動させるようになってい
る。光量検出回路１１からはマスク移動回路１４に信号
を入力するようになっており、光量検出回路１１が最大
光量を検出したときマスク移動回路１４を作動させてマ
スク１５をコンバータレンズ３と被測定レンズ４との間
において光軸中心まで移動させるようになっている。
の構成部分を有しているので、共通の構成部分には共通
の符号を付してその部分の説明は簡略化することにする
。第１図において、エリアセンサ１０の出力信号は光量
検出回路１１に入力され、光量検出回路１１の出力はレ
ンズ駆動回路１２に入力され、レンズ駆動回路１２によ
ってレンズ移動装置１３が駆動されて被測定レンズ４が
光軸方向に移動させられるようになっている。このよう
に、エリアセンサ１０、光量検出回路１１、レンズ駆動
回路１２、レンズ移動装置１３はフィードバックループ
を形成し、レンズ駆動回路１２はエリアセンサ１０上の
光量が最大になるようにレンズ移動装置１３を駆動して
被測定レンズ４を光軸方向に移動させるようになってい
る。光量検出回路１１からはマスク移動回路１４に信号
を入力するようになっており、光量検出回路１１が最大
光量を検出したときマスク移動回路１４を作動させてマ
スク１５をコンバータレンズ３と被測定レンズ４との間
において光軸中心まで移動させるようになっている。
いま、前記フィードバックループにより被へ１１定レン
ズ４を移動させながらエリアセンサ１０上の光量が最大
になる点を求める。そして、エリアセンサ１０上の光量
が最大になったときマスク移動回路１４を駆動して、マ
スク１５を第２図及び第３図のように光軸中心まで移動
させる。このときフォーカシングポイントであれば、第
２図に示されているようにコンバータレンズ３から被測
定レンズ４に入射する光は被測定レンズ４内の所定の一
点、例えばレンズ４の凸面の球心において反射されて入
射光路と同じ光路を戻ることになるから、この入反射光
のうち第２図において上半分の入反射光がマスク１５で
遮断され、従ってエリアセンサ１０上の光量は第４図に
ｂで示されているようにマスクを挿入しない場合の光ｉ
１ａに対して約゛半分となる。
ズ４を移動させながらエリアセンサ１０上の光量が最大
になる点を求める。そして、エリアセンサ１０上の光量
が最大になったときマスク移動回路１４を駆動して、マ
スク１５を第２図及び第３図のように光軸中心まで移動
させる。このときフォーカシングポイントであれば、第
２図に示されているようにコンバータレンズ３から被測
定レンズ４に入射する光は被測定レンズ４内の所定の一
点、例えばレンズ４の凸面の球心において反射されて入
射光路と同じ光路を戻ることになるから、この入反射光
のうち第２図において上半分の入反射光がマスク１５で
遮断され、従ってエリアセンサ１０上の光量は第４図に
ｂで示されているようにマスクを挿入しない場合の光ｉ
１ａに対して約゛半分となる。
また、キャッツアイポイントであれば、第３図に示され
ているように被測定レンズ４に入射する光はレンズ４の
頂点で反射されるため同図において上方から入射した光
は下方に、下方から入射した光は上方に反射される。従
って、同図において上方から入射しようとする光はマス
ク１５で遮断され、また、下方から入射してレンズ４で
反射された光もマスク１５で遮断されるため、エリア七
ンサｌＯ上の光量はほとんどなくなる。このように、被
測定レンズ４を移動させながらエリアセンサｌＯ上の光
量が最大になる点を検出し、次にマスク１５を移動させ
た場合にエリアセンサｌＯ上の光量が半分になればその
点がフォーカシングポイントであり、そきとき他方のエ
リアセンサ８上に結像されている波面を求めればよいこ
とになる。
ているように被測定レンズ４に入射する光はレンズ４の
頂点で反射されるため同図において上方から入射した光
は下方に、下方から入射した光は上方に反射される。従
って、同図において上方から入射しようとする光はマス
ク１５で遮断され、また、下方から入射してレンズ４で
反射された光もマスク１５で遮断されるため、エリア七
ンサｌＯ上の光量はほとんどなくなる。このように、被
測定レンズ４を移動させながらエリアセンサｌＯ上の光
量が最大になる点を検出し、次にマスク１５を移動させ
た場合にエリアセンサｌＯ上の光量が半分になればその
点がフォーカシングポイントであり、そきとき他方のエ
リアセンサ８上に結像されている波面を求めればよいこ
とになる。
なお、マスク１５は必ずしも光軸中心まで移動させる必
要はなく、マスク１５の移動量に対するエリアセンサ１
０上の光量の減少の割合を見ることによってもフォーカ
シングポイントとキャッツアイポイントとを判別するこ
とが可能である。また、第１図の実施例のようにフィー
ドバックループを形成させれば自動的にフォーカシング
ポイントを判別することが可能であるが、必ずしも自動
的にＥｌ”１別する必要はなく、エリアセンサｌＯ上の
光量が最大となったときマスク１５を手動的に移動させ
、そのときのエリアセンサｌＯ上の光量の変化を見るこ
とによってフォーカシングポイントかキャソツアイポイ
ントかを判別することができ、こうすることによって従
来の方法に比べて明確にかつ迅速に判別することが可能
である。キャッツアイポイントとフォーカシングポイン
トの２点間の移動距離をリニアスケ″−ルで又はレンズ
移動量′ｆｌ１３の送り量で求めれば、被測定レンズ４
の曲率半径を求めることができる。
要はなく、マスク１５の移動量に対するエリアセンサ１
０上の光量の減少の割合を見ることによってもフォーカ
シングポイントとキャッツアイポイントとを判別するこ
とが可能である。また、第１図の実施例のようにフィー
ドバックループを形成させれば自動的にフォーカシング
ポイントを判別することが可能であるが、必ずしも自動
的にＥｌ”１別する必要はなく、エリアセンサｌＯ上の
光量が最大となったときマスク１５を手動的に移動させ
、そのときのエリアセンサｌＯ上の光量の変化を見るこ
とによってフォーカシングポイントかキャソツアイポイ
ントかを判別することができ、こうすることによって従
来の方法に比べて明確にかつ迅速に判別することが可能
である。キャッツアイポイントとフォーカシングポイン
トの２点間の移動距離をリニアスケ″−ルで又はレンズ
移動量′ｆｌ１３の送り量で求めれば、被測定レンズ４
の曲率半径を求めることができる。
（効果）
本発明によれば、被測定体からの反射光によるエリアセ
ンサ上の光量が最大となったとき、コンバータレンズと
被測定体との間に配置したマスクを光軸中心に向かって
移動させてそのときのエリアセンサ上の光量の変化の割
合によ°ってフォーカシングポイントを判別するように
したから、フォーカシングポイントの判別を目視による
ことなく自動的に行うことが可能となり、また、目視で
判別する場合でも、エリアセンサ上の光量の変化で判別
することができるから、明確かつ迅速に判別することが
できる。
ンサ上の光量が最大となったとき、コンバータレンズと
被測定体との間に配置したマスクを光軸中心に向かって
移動させてそのときのエリアセンサ上の光量の変化の割
合によ°ってフォーカシングポイントを判別するように
したから、フォーカシングポイントの判別を目視による
ことなく自動的に行うことが可能となり、また、目視で
判別する場合でも、エリアセンサ上の光量の変化で判別
することができるから、明確かつ迅速に判別することが
できる。
第１図は本発明の実施例を示す光学配置及び制御系のブ
ロック図、第２図は上記実施例によるフォーカシングポ
イント検出時の要部光学系図、第３図は同じくキャッツ
アイポイント検出時の要部光学系図、第４図は上記実施
例中のエリアセンサにおける光量分布の例を示す線図、
第５図は従来の干渉計測機におけるフォーカシングポイ
ント判別方法の例を示す光学配置図、第６図は干渉計測
機のエリアセンサにおける光量分布の例を示す線図であ
る。 １・−光源、 ２− コリメータレンズ、 ３・
・−コ、ンバータレンズ、 ４・−被測定体としてのレ
ンズ、６−・−ビームスプリフタ、 １０・−・エリア
センサ、１５−・−マスク。 第（図 第 ２ 図
ロック図、第２図は上記実施例によるフォーカシングポ
イント検出時の要部光学系図、第３図は同じくキャッツ
アイポイント検出時の要部光学系図、第４図は上記実施
例中のエリアセンサにおける光量分布の例を示す線図、
第５図は従来の干渉計測機におけるフォーカシングポイ
ント判別方法の例を示す光学配置図、第６図は干渉計測
機のエリアセンサにおける光量分布の例を示す線図であ
る。 １・−光源、 ２− コリメータレンズ、 ３・
・−コ、ンバータレンズ、 ４・−被測定体としてのレ
ンズ、６−・−ビームスプリフタ、 １０・−・エリア
センサ、１５−・−マスク。 第（図 第 ２ 図
Claims (1)
- 光源とコリメータレンズとコンバータレンズと被測定体
とをこの順に配置した干渉計測機において、コリメータ
レンズとコンバータレンズとの間に配置したビームスプ
リッタによって被測定体からの反射光をエリアセンサに
導き、このエリアセンサ上の集光スポットの光量が最大
になったときコンバータレンズと被測定体との間に配置
されているマスクを光軸中心に向かって移動させ、エリ
アセンサ上に集光される被測定体からの反射光の減少の
割合によってフォーカシングポイントとキャッツアイポ
イントとを判別することを特徴とする干渉計測機におけ
るフォーカシングポイント判別方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16066584A JPS6138506A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 干渉計測機におけるフオ−カシングポイント判別方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16066584A JPS6138506A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 干渉計測機におけるフオ−カシングポイント判別方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6138506A true JPS6138506A (ja) | 1986-02-24 |
Family
ID=15719841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16066584A Pending JPS6138506A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 干渉計測機におけるフオ−カシングポイント判別方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6138506A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01141388A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-06-02 | Kern & Co Ag | 光電距離測定方法 |
| JPH04114842U (ja) * | 1991-03-26 | 1992-10-09 | スズキ株式会社 | 荷物積載用自動車 |
-
1984
- 1984-07-31 JP JP16066584A patent/JPS6138506A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01141388A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-06-02 | Kern & Co Ag | 光電距離測定方法 |
| JPH04114842U (ja) * | 1991-03-26 | 1992-10-09 | スズキ株式会社 | 荷物積載用自動車 |
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