JPH0222328B2 - - Google Patents

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JPH0222328B2
JPH0222328B2 JP8549081A JP8549081A JPH0222328B2 JP H0222328 B2 JPH0222328 B2 JP H0222328B2 JP 8549081 A JP8549081 A JP 8549081A JP 8549081 A JP8549081 A JP 8549081A JP H0222328 B2 JPH0222328 B2 JP H0222328B2
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JP
Japan
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optical
optical system
straight line
measuring device
mask
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JP8549081A
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Japanese (ja)
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JPS57199933A (en
Inventor
Hiroshi Tamaki
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Tokyo Optical Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Optical Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/353,505 priority patent/US4601575A/en
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Priority to DE198282101639T priority patent/DE59480T1/en
Priority to EP82101639A priority patent/EP0059480B1/en
Priority to CA000398453A priority patent/CA1185809A/en
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Publication of JPH0222328B2 publication Critical patent/JPH0222328B2/ja
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    • 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
    • G01M11/30Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光学系の球面屈折力、円柱屈折力及
びその軸方向、プリズム屈折力及びその基底方向
等、光学系の諸特性を自動的に測定する装置に関
する。本発明の以下に説明する原理および実施例
は、主に眼鏡レンズの上記諸特性の測定方法及び
装置に関してのものであるが、これは本発明が眼
鏡レンズの諸特性を測定する、いわゆるレンズメ
ーターにおいてのみ適応されることを意味するも
のでなく、広く光学機器に使用されるレンズ光学
系の上記諸特性の測定にも利用できるものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for automatically measuring various characteristics of an optical system, such as spherical refractive power, cylindrical refractive power, and its axial direction, prismatic refractive power, and its base direction. The principles and embodiments of the present invention described below mainly relate to a method and apparatus for measuring the above-mentioned characteristics of eyeglass lenses, but this invention applies to a so-called lens meter that measures the various characteristics of eyeglass lenses. This does not mean that it is applied only to the above, but it can also be used to measure the above-mentioned characteristics of lens optical systems widely used in optical instruments.

近年、眼鏡レンズの球面屈折力、円柱屈折力及
びその軸方向等、眼鏡レンズの光学的諸特性を自
動的に測定する、いわゆる自動式レンズメーター
に関し、その測定原理及び装置が種々提案されて
いる。その一つとして、米国特許第3880525号が
ある。この米国特許による装置は、平行光を被検
レンズに対しその光軸に平行に入射させ、射出光
の偏りから被検レンズの光学的特性を決定しよう
とするもので、被検レンズの直後に、点開口を有
するマスクを、該点開口が被検レンズの光軸から
外れて位置するように配置し、該マスクから光軸
方向に所定距離だけ離して検出面を設け、マスク
の開口を通過した光束が検出面上に到達する点の
座標を検出して、この検出座標と、マスク上の開
口の座標との比較から、被検レンズ射出光の偏り
方向及び偏り量を計算して、被検レンズの光学的
特性を知るように構成されている。この場合、必
要な情報を得るためには、マスクの開口は、最低
3個必要である。
In recent years, various measurement principles and devices have been proposed for so-called automatic lens meters that automatically measure various optical properties of eyeglass lenses, such as their spherical refractive power, cylindrical refractive power, and their axial directions. . One of them is US Pat. No. 3,880,525. This device based on the U.S. patent makes parallel light incident on the lens to be tested parallel to its optical axis, and attempts to determine the optical characteristics of the lens to be tested from the polarization of the emitted light. , a mask having a point aperture is arranged so that the point aperture is located off the optical axis of the lens to be tested, a detection surface is provided a predetermined distance away from the mask in the optical axis direction, and the detection surface passes through the aperture of the mask. The coordinates of the point where the light flux reaches the detection surface are detected, and the direction and amount of deflection of the light emitted from the test lens are calculated by comparing the detected coordinates with the coordinates of the aperture on the mask. It is configured to know the optical characteristics of the detection lens. In this case, at least three openings in the mask are required to obtain the necessary information.

この米国特許による装置では、マスク上の開口
と検出面上の到達点との間の点対点の対応関係を
正確に検出する必要があり、かつ各開口は必ず平
面的配置にして、射出光束が非共面光束となるよ
うにせねばならない。このために2次元平面の走
査を行なわねばならず、装置が全体として高価に
ならざるを得ない。また、最低3点の座標情報に
より5元連立方程式を解く必要があり、演算機構
も複雑かつ高価になる。
In the device according to this US patent, it is necessary to accurately detect the point-to-point correspondence between the apertures on the mask and the arrival points on the detection surface, and each aperture must be arranged in a planar manner so that the emitted light beam must be made to be a non-coplanar luminous flux. For this purpose, a two-dimensional plane must be scanned, and the apparatus as a whole inevitably becomes expensive. Furthermore, it is necessary to solve five-dimensional simultaneous equations using coordinate information of at least three points, and the calculation mechanism becomes complicated and expensive.

また、点像検出であるため被検レンズや検出面
にゴミ等が付着すると点像が検出不能となり、測
定不能となるという大きな欠点を有していた。こ
のような2次元平面検出に伴なう膨大な情報処理
の問題を解決できるものとしては、米国特許第
4180325号に記載された装置がある。この装置は、
マスク開口を通過した複数の光束を、透明部分と
不透明部分とからなる特殊パターンの回転円板に
より断続的に遮り、各光束が検出器に到達する時
間に差を持たせることにより、マスク上の開口と
検出面での光束との対応関係の判別を不要にする
ように構成されている。しかし、この装置におい
ては、回転円板上のパターンは非常に複雑であ
り、かつその回転位置の検出が非常に重要な意味
を持ち、回転円板上のパターン精度及び回転位置
検出精度等、測定上及び製作上大きな問題を有す
る。
Furthermore, since point image detection is used, if dust or the like adheres to the lens to be tested or the detection surface, the point image becomes undetectable and measurement becomes impossible. U.S. Patent No.
There is a device described in No. 4180325. This device is
Multiple beams of light passing through the mask aperture are intermittently blocked by a rotating disk with a special pattern consisting of transparent and opaque areas, and by making the time at which each beam reaches the detector differ, the light beams on the mask are The configuration is such that it is not necessary to determine the correspondence between the aperture and the light flux on the detection surface. However, in this device, the pattern on the rotating disk is very complex, and detection of its rotational position is very important. There are major problems in terms of construction and production.

本発明は、従来の装置における上述の問題を解
決し、検出及びその後の演算を比較的簡単に行な
うことができる光学的特性測定装置を提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical property measuring device that solves the above-mentioned problems in conventional devices and allows detection and subsequent calculations to be performed relatively easily.

すなわち本発明の光学系の光学特性測定装置は
光学系を通過した光束を2つの直線パターンを有
する光束制限マスクで選択した平面状光束(円柱
屈折力がある場合には“ねじれた”平面状光束と
なる)はその光束の間隔進行方向及びその傾きは
光学系の光学特性によつて変化するが平面性(投
影像で言えばその像の直線性)はけつしてそこな
われないという光学上の原理にもとづいてなされ
たもので、その第1の目的は、平行光束を被検光
学系に入射させ、この被検光学系のもつ屈折特性
情報をもつ光束を2光路に分割し分割された光路
のそれぞれに複数本の平行な直線パターンからな
る光束制限マスクで、かつ互いにその直線パター
ンの配列方向が異なるように配置した制限マスク
を通過させ、その投影される直線パターン像の2
点を検出し、この投影像の直線方程式を演算算出
し、直線パターン像の傾きと位置とピツチの変化
から被検光学系の光学特性を測定することにより
従来の装置に比してより正確でかつ演算処理速度
の早い光学系の光学特性測定装置を構成すること
にある。
In other words, the optical characteristic measuring device for an optical system of the present invention selects a planar light beam (or a "twisted" planar light beam in the case of cylindrical refractive power) by selecting a light beam that has passed through the optical system with a light flux limiting mask having two linear patterns. ) is an optical phenomenon in which the interval traveling direction of the light beam and its inclination change depending on the optical characteristics of the optical system, but the flatness (linearity of the projected image) is never impaired. It was developed based on the principle of A light flux limiting mask consisting of a plurality of parallel straight line patterns is arranged in each optical path, and the straight line patterns are arranged in different directions.
It is more accurate than conventional equipment by detecting a point, calculating the linear equation of this projected image, and measuring the optical characteristics of the optical system under test from changes in the tilt, position, and pitch of the linear pattern image. Another object of the present invention is to configure an optical characteristic measuring device for an optical system that has a high calculation processing speed.

さらに本発明の第2の目的は、かかる測定装置
において前記それぞれの光束制限マスク手段を通
過した光束をさらに2分割し、この2分割された
測定光束を光学的に共役な検出面上で互いに交差
もしくは平行になるように配置されたラインセン
サに入射させ可動部を有さない構成が可能であり
かつ安価であり、しかも高精度、高速度な光学系
の光学特性測定装置を提供することにある。
Furthermore, a second object of the present invention is to further divide the light flux that has passed through each of the light flux limiting mask means in such a measuring device into two, and to allow the two divided measurement light fluxes to intersect with each other on an optically conjugate detection surface. Alternatively, it is an object of the present invention to provide a device for measuring optical characteristics of an optical system that allows the light to be incident on a line sensor arranged parallel to each other and has no moving parts, is inexpensive, and has high precision and high speed. .

さらに本発明の第3の目的は上述の2つの光束
制限マスクを2つの測定光路にそれぞれ入れるか
わりに1枚のマスク手段上に波長選択特性のこと
なる平行直線パターン群をその配列方向が異なる
ように構成し、1つの測定光路で同様に可動部を
有せず、かつ安価であり、しかも高精度、高速度
な光学系の光学特性測定装置を提供することにあ
る。
Furthermore, a third object of the present invention is to arrange parallel linear patterns having different wavelength selection characteristics on one mask means in different arrangement directions, instead of placing the above-mentioned two light flux limiting masks in the two measurement optical paths. It is an object of the present invention to provide an optical characteristic measuring device for an optical system which is configured as follows, has no moving parts in one measurement optical path, is inexpensive, and has high precision and high speed.

さらに本発明の第4の目的は、1つのマスク手
段に複数本の平行直線パターンを形成し、このマ
スク手段1つのみを測定光路に配置し、このマス
ク手段自体を回転させるかあるいはマスク手段に
入射する被検レンズ透過光束を回転させて被検光
学系通過光束を制限的に射出し、この射出光を検
出することにより、上述と同様の高精度、高速度
の光学系の光学特性測定装置を提供することにあ
る。
Furthermore, a fourth object of the present invention is to form a plurality of parallel linear patterns on one mask means, place only one mask means in the measurement optical path, and rotate the mask means itself or By rotating the incident light flux passing through the test lens to emit a limited light flux passing through the test optical system, and detecting this emitted light, a high-accuracy, high-speed optical system optical characteristic measuring device similar to the one described above can be achieved. Our goal is to provide the following.

以下本発明の原理を説明する。 The principle of the present invention will be explained below.

球面レンズ、円柱レンズ又は乱視レンズに平行
光線を入射させると光線はレンズの屈折特性に従
つて屈折される。ここに球面レンズとは2つの球
面よりなるレンズであり、円柱レンズとは、少な
くとも一面が円柱面よりなつているレンズであ
り、また乱視レンズとは少なくとも一面がトロイ
ダル面からなつているレンズであることはよく知
られている。さてトロイダル面とは、相直交する
最大の曲率半径をもつ主経線と、最小の曲率半径
をもつ主経線とよりなつている。球面はトロイダ
ル面における相直交する2つの曲面の曲率半径が
同一の場合と考えられ、また円柱面とは一方の曲
面の曲率半径が無限大の場合と考えられる。従つ
てトロイダル面において特別な場合として、球
面、円柱面を考えることができる。以下、本発明
の原理の説明には、トロイダル面からなる乱視レ
ンズを例にとり、特別な場合として球面レンズ、
円柱レンズを取扱うものとする。
When parallel light rays are incident on a spherical lens, a cylindrical lens, or an astigmatic lens, the light rays are refracted according to the refractive properties of the lens. Here, a spherical lens is a lens consisting of two spherical surfaces, a cylindrical lens is a lens in which at least one surface is a cylindrical surface, and an astigmatic lens is a lens in which at least one surface is a toroidal surface. This is well known. Now, a toroidal surface consists of a principal meridian with the largest radius of curvature and a principal meridian with the smallest radius of curvature, which are orthogonal to each other. A spherical surface is considered to be a toroidal surface where two orthogonal curved surfaces have the same radius of curvature, and a cylindrical surface is considered to be a case where one curved surface has an infinite radius of curvature. Therefore, spherical surfaces and cylindrical surfaces can be considered as special cases of toroidal surfaces. In the following explanation of the principle of the present invention, an astigmatic lens made of a toroidal surface will be taken as an example, and as a special case, a spherical lens,
We will be dealing with cylindrical lenses.

乱視レンズである被検レンズに平行光線を入射
させ、その屈折後の光線を考える場合、入射光線
を円形光線束とすると、射出光線は楕円光線束と
なることが知られているが、入射光線を直線光線
束とする場合は、射出光線束は平面状光束(円柱
屈折力がある場合には“ねじれた”平面状光束と
なる)となり、その光束の進行方向及び傾きは光
学系の光学特性によつて変化するが、前記入射平
行光線に直角な面への投影像は常に直線であると
いう基本的な性質を有している。ここで屈折特性
とは、被検レンズにおけるトロイダル面を形成し
ている最大及び最小の曲率半径を有する二つの主
経線の屈折力と、この二つの主経線のある予め定
めた基準線からの傾き角、及び被検レンズの幾何
学中心と光学中心とのズレ量もしくは被検レンズ
のセツテイングズレ量を表わすプリズム量であ
る。
When parallel rays are incident on a test lens, which is an astigmatic lens, and the rays are considered after refraction, it is known that if the incident ray is a circular ray bundle, the exit ray will be an elliptical ray bundle, but the incident ray When is a straight ray bundle, the exit ray bundle becomes a planar bundle of rays (in the case of cylindrical refractive power, it becomes a "twisted" planar ray bundle), and the traveling direction and inclination of the ray bundle depend on the optical characteristics of the optical system. However, the fundamental property is that the projected image onto a plane perpendicular to the incident parallel rays is always a straight line. Here, the refractive characteristics are the refractive power of the two principal meridians with the maximum and minimum radii of curvature forming the toroidal surface of the test lens, and the inclination of these two principal meridians from a predetermined reference line. This is a prism amount representing the angle and the amount of deviation between the geometric center and the optical center of the lens to be tested or the amount of setting deviation of the lens to be tested.

しかしながら、被検レンズの直前にマスクを配
置して種々の制限光線束を入射させ、その射出光
線束をみる場合においては、さらに他の屈折特
性、すなわち両屈折方向の2つのシエイプフアク
ターが追加される。
However, when a mask is placed just in front of the lens to be tested and various restricted ray bundles are made incident, and the output ray bundle is observed, other refractive characteristics, that is, two shape factors in both refraction directions, are required. will be added.

この新たな屈折特性の追加は、被検レンズの第
1面曲率半径、中心厚、屈折率の少なくともひと
つが異なることにより、入射光線束と、射出光線
束の関係が変化することを意味している。このシ
エイプフアクターは、本発明で測定しようとする
屈折特性の測定に対し不必要な不確定性をあたえ
るものである。このシエイプフアクターの追加は
被検レンズ通過後の屈折光線束に対して制限を行
なうということにより回避することができる。す
なわち被検レンズには、一般的な円形平行光線束
を入射させ、被検レンズにより、その屈折特性に
応じて屈折された楕円光線束を、ある種の開口パ
ターンを通過させることにより制限し、この制限
された光線束を、検出することによりシエイプフ
アクターの関与しない屈折特性を知ることができ
る。このように、本発明においては、開口パター
ンを有するマスク手段は、被検レンズ後方に配す
る必要がある。
The addition of this new refractive characteristic means that the relationship between the incident ray bundle and the exit ray bundle changes due to a difference in at least one of the radius of curvature of the first surface, center thickness, and refractive index of the lens to be tested. There is. This shape factor adds unnecessary uncertainty to the measurement of the refractive properties that the present invention attempts to measure. The addition of this shape factor can be avoided by limiting the refracted ray bundle after passing through the lens to be tested. That is, a general circular parallel beam is made incident on the test lens, and an elliptical beam that is refracted by the test lens according to its refraction characteristics is restricted by passing through a certain aperture pattern. By detecting this limited light beam, it is possible to know the refraction characteristics that are not affected by the shape factor. Thus, in the present invention, the mask means having the aperture pattern needs to be placed behind the lens to be tested.

第1図を参照すると、光源LSを射出した光束
1は、コリメータレンズCLにより平行光束とさ
れる。最小曲率半径を有する第1主経線R1と最
大の曲率半径を有する第2主経線R2とをもつ被
検レンズTは、その光軸O′を測定光軸Oから測
定光軸に垂直なX−Y平面上に、その平面内でY
軸方向にEV,X軸方向にEHだけずらし、かつ経
線R2がX軸とθ傾斜して配置されている。また、
被検レンズTから測定光軸O上に距離△dだけ後
方に、マスクMAがその中心を光軸Oに合致させ
て、配置されている。
Referring to FIG. 1, a light beam 1 emitted from a light source LS is made into a parallel light beam by a collimator lens CL. The lens T to be tested, which has a first principal meridian R 1 having the minimum radius of curvature and a second principal meridian R 2 having the maximum radius of curvature, has its optical axis O' from the measurement optical axis O perpendicular to the measurement optical axis. On the X-Y plane, Y within that plane
It is shifted by E V in the axial direction and E H in the X-axis direction, and the meridian R 2 is arranged at an angle of θ with respect to the X-axis. Also,
A mask MA is placed a distance Δd behind the test lens T on the measurement optical axis O, with its center aligned with the optical axis O.

このマスクMAには、ピツチPの少なくとも2
本の直線からなる平行直線群Lがx軸に対し、傾
きmで交差するように開口として形成されてい
る。
This mask MA contains at least 2 of Pitch P.
The opening is formed such that a group of parallel straight lines L consisting of book straight lines intersect with the x-axis at an inclination m.

被検レンズTを通過し、この被検レンズの屈折
特性によつて屈折された光線束はマスクMAで制
限を受け、開口パターンのみを通過して制限光束
となり、この制限光束は、被検レンズTの第1主
経線R1の焦線F1の位置と第2主経線R2の焦線F2
の位置へ収れんする。焦線F1とマスクMAとの間
に検出平面x−y平面を考えると、この検出平面
上では、マスクMAの開口パターンである平行直
線群LはピツチP′の投影平行直線群L′を形成し、
そのx軸からの傾きはMに変化する。ここで、そ
の傾きMは、次式で表わされる。
The light beam that passes through the test lens T and is refracted by the refractive characteristics of the test lens is restricted by the mask MA, passes only through the aperture pattern, and becomes a restricted light beam. The position of the focal line F 1 of the first principal meridian R 1 of T and the focal line F 2 of the second principal meridian R 2
converges to the position. Considering the detection plane x-y plane between the focal line F 1 and the mask MA, on this detection plane, the group of parallel straight lines L, which is the aperture pattern of the mask MA, projects the group of parallel straight lines L' of the pitch P'. form,
Its slope from the x-axis changes to M. Here, the slope M is expressed by the following equation.

M=m{1−d(sin2θ/Z1+cos2θ/Z2
}+d1/Z2−1/Z1)sinθcosθ/md(1/Z2−1/
Z1)sinθcosθ−d(cos2θ/Z2+sin2θ/Z1)+1…
(1) また、ピツチP′は、 として表される。
M=m{1-d(sin 2 θ/Z 1 +cos 2 θ/Z 2 )
}+d1/ Z2-1 / Z1 ) sinθcosθ/md(1/ Z2-1 /
Z 1 ) sin θ cos θ − d (cos 2 θ/Z 2 + sin 2 θ/Z 1 ) + 1...
(1) Also, pitch P′ is It is expressed as

ここでZ1はマスクMAから第1焦線F1までの距
離、Z2は第2焦線F2までの距離である。
Here, Z 1 is the distance from the mask MA to the first focal line F 1 , and Z 2 is the distance from the second focal line F 2 .

式(1)、(2)より、平行直線群の変化をその傾きと
ピツチのみに着目して追跡してみると、それらの
変化に関係するのは、2つの経線の屈折力と、そ
の傾き角のみであり、ズレ量EH,EVに係わるプ
リズム量は何ら関与しないことがわかる。このこ
とは、プリズム量の演算が、被検レンズの屈折力
とまつたく別の演算手段で演算処理できることを
示しており、演算処理の簡素化、演算時間の短縮
化を意味している。
From equations (1) and (2), if we trace the changes in the group of parallel straight lines by focusing only on their slope and pitch, we can see that what is related to these changes is the refractive power of the two meridians and their slope. It can be seen that the amount of prism that is related to the amount of deviation E H and EV does not play any role. This shows that the calculation of the prism amount can be performed by a calculation means that is completely different from the refractive power of the lens to be tested, and means that the calculation process is simplified and the calculation time is shortened.

実際の測定に際して、(1)、(2)式から平行直線群
の傾きとピツチの変化から被検レンズTの屈折特
性を測定するには、(1)、(2)式の未知数がZ1,Z2
θの3つであるため、1つの平行直線群の変化だ
けでは、(1)、(2)式の解は得られないことがわか
る。このため、実際には、他の1つの平行直線群
と合せ、2つの平行直線群の傾きとピツチの変化
を知る必要がある。この構成を第2図に示す。第
2図のマスクMAには、傾きm1、ピツチP1の2
本の平行直線群L1と、傾きm2、ピツチP2の2本
の平行直線群L2からなる開口パターンが形成さ
れており、この開口を通過した被検レンズ射出光
線束は、検出面D上で傾きm′1、ピツチP′1の2本
の投影平行直線群L′1と傾きm′2、ピツチP′2の2
本の投影平行直線群L′2を形成する。この2組の
投影平行直線群から(1)、(2)式がそれぞれ2組、合
計4式得られるため、(1)、(2)式の未知数θ,Z1
Z2を求めることができる。二次方程式(1)、(2)式を
解いてZ1,Z2,θを求めることが演算処理上、複
雑で処理機構のコストアツプ、処理時間の増大を
まねくようであれば、以下の中間的演算処理をほ
どこせばよい。
During actual measurement, in order to measure the refractive characteristics of the lens T to be tested from changes in the slope and pitch of the group of parallel straight lines from equations (1) and (2), the unknowns in equations (1) and (2) must be Z 1 , Z 2 ,
Since there are three θ, it can be seen that the solutions to equations (1) and (2) cannot be obtained by changing only one group of parallel straight lines. Therefore, in reality, it is necessary to know the changes in the slope and pitch of the two parallel straight line groups together with one other parallel straight line group. This configuration is shown in FIG. The mask MA in Fig. 2 has a slope m 1 and a pitch P 1 of 2
An aperture pattern is formed consisting of a book parallel straight line group L 1 and two parallel straight line groups L 2 with an inclination m 2 and a pitch P 2 . On D, two projected parallel straight lines L' 1 with slope m' 1 and pitch P' 1 and 2 with slope m' 2 and pitch P' 2
The projection of the book forms a group of parallel straight lines L′ 2 . Since two sets of equations (1) and (2) are obtained from these two sets of projected parallel line groups, a total of four equations, the unknowns θ, Z 1 ,
Z 2 can be found. If solving the quadratic equations (1) and (2) to obtain Z 1 , Z 2 , and θ is complicated in terms of arithmetic processing, increasing the cost of the processing mechanism and increasing the processing time, the following intermediate All you have to do is apply arithmetic processing.

第3a図は第2図のマスクMAに形成されたパ
ターン開口L1,L2を示している。L1の傾きはm1
でピツチはP1,L2の傾きはm2でピツチはP2であ
ることは第2図と同様である。今、平行直線群
L1のうちの1本L11からピツチP1のe倍の距離
eP1へだてて平行線と、距離fP1の平行線QW
を考える。
FIG. 3a shows pattern openings L 1 and L 2 formed in the mask MA of FIG. 2. FIG. The slope of L 1 is m 1
The pitch is P 1 , the slope of L 2 is m 2 , and the pitch is P 2 as in Fig. 2. Now, parallel straight line group
Distance from one of L 1 L 11 to pitch P 1 times e
Parallel line extending to eP 1 and parallel line QW with distance fP 1
think of.

また平行直線群L2のうちの1本L21から距離
gP2の平行線と距離nP2の平行線UQを考え
る。これら平行線,,,から仮想
平行四辺形UVWQが形成され、これら四頂点の
x−y座標系の仮想座標を、U(0x10y1)、V
0x20y2)、W(0x30y3)、Q(0x40y4)とする
Also, the distance from one line L 21 of the group of parallel straight lines L 2
Consider a parallel line with gP 2 and a parallel line UQ with distance nP 2 . A virtual parallelogram UVWQ is formed from these parallel lines, , and the virtual coordinates of the x-y coordinate system of these four vertices are defined as U ( 0 x 1 , 0 y 1 ), V
( 0 x 2 , 0 y 2 ), W ( 0 x 3 , 0 y 3 ), and Q ( 0 x 4 , 0 y 4 ).

第3b図は、第3a図の開口パターンである平
行直線群L1,L2を通過した光線束による検出面
における投影平行直線群L1′,L2′を示す図で、こ
のL1′は傾きm1′ピツチP1′に、L2′は傾きm2′、ピ
ツチP2′に変化していることは第2図と同様であ
る。この投影平行直線群を、x′−y′座標の原点
O′からx′軸方向にξ,y′軸方向にηだけ平行移動
された点に原点O″を有する交差角γで交差する
リニアセンサーS1,S2で検出するものとすると、
リニアセンサーS1は検出点イ,ロ,ハ,ニで投影
平行直線群を検出し、リニアセンサーS2は検出点
ホ,ヘ,ト,チで投影平行直線群を検出する。そ
して検出点ロ,ヘから投影平行直線群のうちの1
本L11′の方程式を演算し、また検出点ハ,トから
L21′の方程式を演算する。また同様に検出点イ,
ホから投影平行直線群のうちの他の1本の
L12′の、検出点ニ,チからL22′のそれぞれの方程
式が演算できL11′,L12′のピツチP1′も、L21′,
L22′のピツチP2′も演算できる。そしてL11′からピ
ツチP1′に第3a図でかけた倍率と同じ倍率eを
かけてeP1′のピツチの平行線′′を考えること
ができ、同様にfP1′ピツチの平行線′′を、
L21′からgP2′ピツチの平行線′′をhP2′ピツチ

平行線′′を考えることができ、これら平行線
U′V′,′′,′′,′′から仮想平行四
辺形
U′V′W′Q′をもとめることができる。この仮想平
行四辺形の四頂点のx−y座標系における仮想座
標をU′(x1,y1)、V′(x2,y2)、W′(x3,y3)、
Q′(x4,y4)とすると、第3a図の仮想平行四辺
形UVWQと第3b図の仮想平行四辺形
U′V′W′Q′は対応しており、この変化はまさに被
検レンズの屈折特性にかかわるものである。
FIG. 3b is a diagram showing the parallel straight line groups L 1 ′ , L 2 ′ projected on the detection plane by the light beams that have passed through the parallel straight line groups L 1 , L 2 , which are the aperture pattern of FIG . 3a . As in FIG. 2, L 2 ' changes to slope m 1 ' and pitch P 1 ' , and L 2 ' changes to slope m 2 ' and pitch P 2 '. This projected group of parallel straight lines is the origin of the x′−y′ coordinates.
Assuming that detection is performed by linear sensors S 1 and S 2 that intersect at an intersection angle γ and have an origin O'' at a point translated by ξ in the x'-axis direction and η in the y'-axis direction from O'.
Linear sensor S 1 detects a group of projected parallel straight lines at detection points A, B, H, and D, and linear sensor S 2 detects a group of projected parallel straight lines at detection points E, H, G, and H. Then, from the detection points B and F, one of the parallel straight lines projected
Calculate the equation of this L 11 ′ and also calculate from the detection points C and T.
Compute the equation of L 21 ′. Similarly, detection point A,
Another one of the group of parallel straight lines projected from E
The equations of L 22 ′ can be calculated from the detection points N and J of L 12 ′, and the pitch P 1 ′ of L 11 ′ and L 12 ′ can also be calculated from the detection points N and J of L 12 ′.
The pitch P 2 ′ of L 22 ′ can also be calculated. Then, from L 11 ′, the pitch P 1 ′ can be multiplied by the same magnification e as that in Fig. 3a, and we can consider the parallel line ′′ of the pitch of eP 1 ′, and similarly, the parallel line ′′ of the pitch fP 1 ′ of,
From L 21 ′, we can consider gP 2 ′parallel lines with pitch′′ as hP 2 ′parallel lines with pitch′′, and these parallel lines
Virtual parallelogram from U′V′, ′′, ′′, ′′
We can obtain U′V′W′Q′. The virtual coordinates of the four vertices of this virtual parallelogram in the x-y coordinate system are U' (x 1 , y 1 ), V' (x 2 , y 2 ), W' (x 3 , y 3 ),
If Q′ (x 4 , y 4 ), then the virtual parallelogram UVWQ in Figure 3a and the virtual parallelogram in Figure 3b
U′V′W′Q′ corresponds, and this change is precisely related to the refractive properties of the lens to be tested.

さてここで仮想4点に対し以下の係数と式を定
義する。
Now, the following coefficients and equations are defined for the four virtual points.

Aij=(0xi−xi)−(0xj−xj) Aik=(0xi−xi)−(0xk−xk) Bij=(0yi−yi)−(0yj−yj) Bik=(0yi−yi)−(0yk−yk) Cij0xi0xj Cik0xi0xk Dij0yi0yj Dik0yi0yk (3a)式 ここにi,j,kはiを基準としてjもしくは
kをとるものとする。仮想4点より、12通りの組
合せが考えられる。
A ij = ( 0 x i − x i ) − ( 0 x j − x j ) A ik = ( 0 x i − x i ) − ( 0 x k − x k ) B ij = ( 0 y i − y i ) − ( 0 y j − y j ) B ik = ( 0 y iy i ) − ( 0 y k − y k ) C ij = 0 x i0 x j C ik = 0 x i0 x k D ij = 0 y i0 y j D ik = 0 y i0 y k Equation (3a) Here, i, j, and k are assumed to be j or k with i as a reference. From the four virtual points, 12 combinations are possible.

上記(3a)式を用いれば、2つの主経線の屈
折力に関するZ1,Z2は以下の2次方程式で表示で
きる。
Using the above equation (3a), Z 1 and Z 2 regarding the refractive powers of the two principal meridians can be expressed by the following quadratic equation.

(CikDij−CijDik)(d/z)2+(AijDik+BikCij −AikDij−BijCik)(d/z)+(AikBij−AijB
ik)=0…(3b)式 ここで上記係数のカツコ式を以下のもので定義
する。
(C ik D ij −C ij D ik )(d/z) 2 +(A ij D ik +B ik C ij −A ik D ij −B ij C ik )(d/z)+(A ik B ij − A ij B
ik )=0...Equation (3b) Here, the Katsuko equation for the above coefficient is defined as follows.

〔p,q〕≡pijqik−qijpik 〔p,q〕=−〔q,p〕 ここでp,qはそれぞれA,B,C,Dのいず
れかをとるものとすると、(3b)式は 〔C,D〕(d/z)2+{〔B,C〕− 〔A,D〕}(d/z)+〔A,B〕=0…(3c)
式 として表わされる。
[p, q]≡p ij q ik −q ij p ik [p, q]=−[q, p] Here, if p and q are each A, B, C, or D, Equation (3b) is [C, D] (d/z) 2 + {[B, C] - [A, D]} (d/z) + [A, B] = 0... (3c)
Expressed as an expression.

dは図−2で示すように被検レンズTとマスク
MA間の距離、zはマスクMAと、その焦線まで
の距離をいう。
d is the test lens T and mask as shown in Figure 2.
The distance between MAs, z, is the distance between the mask MA and its focal line.

従つて、第2図のように2組の投影平行直線群
L1′,L2′のピツチP1′,P2′と傾きm1′,m2′を検出
し、第3b図のように仮想投影四辺形を作り、そ
の平行四辺形を形成する4頂点より、(3)式の二次
方程式を解くことにより、2根z1,z2を求めるこ
とができる。この2根z1,z2から被検レンズTの
第1主経線R1及び第2主経線R2の屈折力D1,D2
はそれぞれ D1=1/z1/△d/z1−1 D2=1/z2/△d/z2
1…(4) として求めることができる。
Therefore, as shown in Figure 2, two sets of projected parallel straight lines
Detect the pitches P 1 ′, P 2 ′ and slopes m 1 ′, m 2 ′ of L 1 ′, L 2 ′, create a virtual projection quadrilateral as shown in Figure 3b, and form the parallelogram. By solving the quadratic equation of equation (3) from the vertex, the two roots z 1 and z 2 can be found. From these two roots z 1 , z 2 , the refractive powers D 1 , D 2 of the first principal meridian R 1 and second principal meridian R 2 of the tested lens T are obtained.
are respectively D 1 =1/z 1 /△d/z 1 −1 D 2 =1/z 2 /△d/z 2
1...(4) It can be obtained as follows.

また円柱軸の角度(第1図の第1主経線R1
がx軸となす角度θとは=θ+90゜の関係があ
る。)は =1/2tan-1{〔B,D〕−〔A,C〕/〔A,
D〕+〔B,C〕}+90゜…(5) として求めることができる。
Also, the angle of the cylinder axis (first principal meridian R 1 in Figure 1)
The angle θ that it makes with the x-axis has a relationship of =θ+90°. ) is =1/2tan -1 {[B,D]-[A,C]/[A,
D]+[B,C]}+90°...(5)

上述した第3a図、第3b図では、仮想平行四
辺形をもとめるのに、ピツチP1,P2,P1′及び
P2′に任意の倍率e,f,g,hをそれぞれ掛け
たが実際にはe=1,g=1として仮想平行四辺
形U0V0W0Q、及びU0′V0′W0′Qを使つて演算した
方が、処理はその分簡略化できる。
In Figures 3a and 3b described above, pitches P 1 , P 2 , P 1 ' and
P 2 ′ is multiplied by arbitrary magnifications e, f, g, and h, respectively, but in reality, e=1 and g=1, and the virtual parallelograms U 0 V 0 W 0 Q and U 0 ′V 0 ′W The process can be simplified by using 0′Q .

また、仮想平行四辺形の各頂点の座標をx0−y0
直交座標系、x−y直交座標系を使つて説明した
が、リニアセンサーS1,S2の配置にそつて斜交座
標系x′−y′座標系を考えると、x,y直交座標系
とx′−y′斜交座標系間の座標変換は第4図に示す
ようにx軸とx′軸が角度αで交差し、y軸とy′軸
が角度βで交差し、かつx′−y′座標系の原点O2
x−y座標系の原点O1からx軸方向にξ,y軸
方向にηずれている。このときx′−y′座標系から
x−y座標系への座標変換は x=x′sinα+y′sinβ+ξ y=y′cosβ−x′cosα+η …(6) 前記(3)式から Aij=(0xi−xi)−(0xj−xj) これに(6)式を代入して Aij={(0x′isinα+0y′isinβ+ξ)−(x′isinα

y′sinβ+ξ)}−{(0x′ysinα+0y′jsinβ+ξ)

(x′jsinα−y′jsinβ+ξ)} =sinα{0x′i−x′i)−(0x′j−x′j)}+sinβ
0y′i
y′i)−(0y′j−y′j)} =A′ijsinα+B′ijsinβ …(7a) またBij=(0yi−yi)−(0yj−yi)で上記同様の計
算で Bij=cosβ{0y′i−y′i)−(0y′j−y′j)}−cos
α{(0x′i
x′i)−(0x′j−x′j)} =B′ijcosβ−A′ijcosα …(7b) 以下同様に CijC′ijsinα+D′ijsinβ …(7c) Dij=D′ijcosβ−C′ijcosα …(7d) となる。
Also, the coordinates of each vertex of the virtual parallelogram are x 0 −y 0
The explanation has been made using the orthogonal coordinate system and x-y orthogonal coordinate system, but if we consider the oblique coordinate system x'-y' coordinate system along with the arrangement of linear sensors S 1 and S 2 , As shown in Figure 4, the coordinate transformation between the and The origin O 2 of the '-y' coordinate system is shifted by ξ in the x-axis direction and η in the y-axis direction from the origin O 1 of the x-y coordinate system. In this case, the coordinate transformation from the x'-y' coordinate system to the x-y coordinate system is x = x'sinα + y'sinβ + ξ y = y'cosβ - x'cosα + η ... (6) From the above equation (3), A ij = ( 0 x i −x i )−( 0 x j −x j ) Substituting equation (6) into this, A ij = {( 0 x′ i sinα+ 0 y′ i sinβ+ξ)−(x′ i sinα
+
y′sinβ+ξ)}−{( 0 x′ y sinα+ 0 y′ j sinβ+ξ)

(x′ j sinα−y′ j sinβ+ξ)} = sinα{ 0 x′ i −x′ i )−( 0 x′ j −x′ j )}+sinβ
{ 0 y′ i
y′ i )−( 0 y′ j −y′ j )} =A′ ij sinα+B′ ij sinβ …(7a) Also, B ij =( 0 y i −y i )−( 0 y j −y i ) Using the same calculation as above, B ij = cosβ { 0 y′ i −y′ i )−( 0 y′ j −y′ j )}−cos
α{( 0 x′ i
x′ i )−( 0 x′ j −x′ j )} =B′ ij cosβ−A′ ij cosα …(7b) Similarly, C ij C′ ij sinα+D′ ij sinβ …(7c) D ij =D ′ ij cosβ−C′ ij cosα …(7d).

ここで〔C,D〕、〔B,C〕、〔A,D〕、〔A,
B〕を求めると、(7a)〜(7d)式から 〔C,D〕=CijDik−DijCik =(C′ijsinα+D′ijsinβ)D′ikcosβ−C′ikcos
α)−
(D′ijcosβ−C′ijcosα)(C′iksinα+D′iksinβ
) =(sinαsinβ+cosα+sinβ)〔C′,D′〕 同様に 〔B,C〕=(sinαsinβ+sinβcosα)〔A′,B′〕 〔A,D〕=sinαcosβ〔A′,D′〕−sinαcosα〔A
′,
C′〕+sinβcosβ〔B′,D′〕−sinβcosα〔B′,C
′〕 〔A,B〕=(sinαcosβ+cosαsinβ)〔A′,B′〕 また 〔B,C〕−〔A,D〕=(sinαcosβ+cosαsinβ〕
{{B′,C′〕−〔A′,D′〕} 従つて(3c)式は sin(α+β)×{〔C′,D′〕(d/z)2 +〔B′,C′〕−〔A′,D′〕) (d/z)+〔A′,B′〕}=0 …(8) となり、{ }内は(3c)式と同一形式の二次方
程式となり、このことから(3c)式の二次方程式
は、座標系の取り方に無関係な不変方程式である
ことがわかる。このことは、検出器としての2本
のリニアセンサーの配置において、その配置の自
由度が非常に大きいことを示す。すなわち、2本
のリニアセンサーをx−y座標系と直交座標軸上
におく必要はなく、x′−y′座標系においてもよい
ことを意味するもので、リニアセンサーの直交精
度及び光軸合せはまつたく考えなくとも、測定精
度に無関係にすることができる。そして測定に際
しては被検レンズを測定光学系に挿入しない状態
の平行直線群パターンL1,L2を斜交座標系x′−
y′座標のx′軸、y′軸に配したリニアセンサーS1
S2で検出しておき、この検出からつくられる仮想
平行四辺形U,V,W,Qを基準仮想平行四辺形
とし、つぎに測定したい被検レンズを測定光学系
に挿入し、このときの投影仮想平行四辺形U′,
V′,W′,Q′をつくり、基準仮想平行四辺形と投
影仮想平行四辺形とから被検レンズの屈折特性を
求めるものである。そしてこのとき両平行四辺形
は任意に選択できる斜交座標系x′−y′座標系に対
してのみ座標系を考えていることとなり、かつこ
の斜交座標系x′−y′は、上述したようにその選択
は被検レンズの屈折特性演算の内屈折力計算のた
めの二次方程式に対し、無関係な不変式であり、
本発明によればリニアセンサーS1,S2の配置に対
して、何ら組立上も、メンテナンス上も調整を必
要としないという非常に有利な効果をもつ。
Here, [C, D], [B, C], [A, D], [A,
B], from equations (7a) to (7d), [C, D]=C ij D ik −D ij C ik = (C′ ij sinα+D′ ij sinβ)D′ ik cosβ−C′ ik cos
α)−
(D′ ij cosβ−C′ ij cosα) (C′ ik sinα+D′ ik sinβ
) = (sin α sin β + cos α + sin β) [C', D'] Similarly, [B, C] = (sin α sin β + sin β cos α) [A', B'] [A, D] = sin α cos β [A', D'] - sin α cos α [A
′、
C′]+sinβcosβ[B′,D′]−sinβcosα[B′,C
′] [A, B] = (sin α cos β + cos α sin β) [A’, B’] Also, [B, C] - [A, D] = (sin α cos β + cos α sin β)
{{B′, C′] − [A′, D′]} Therefore, equation (3c) is sin (α + β) × {[C′, D′] (d/z) 2 + [B′, C′ ] − [A′, D′]) (d/z) + [A′, B′]}=0 …(8), and the inside { } is a quadratic equation with the same form as equation (3c), and this From this, it can be seen that the quadratic equation in equation (3c) is an invariant equation that is independent of how the coordinate system is taken. This shows that the degree of freedom in the arrangement of the two linear sensors as detectors is very large. In other words, it is not necessary to place the two linear sensors on the x-y coordinate system and the orthogonal coordinate axes, but it is also possible to place the two linear sensors on the x'-y' coordinate system, and the orthogonal accuracy and optical axis alignment of the linear sensors are Without much thought, it can be made independent of measurement accuracy. During measurement, the parallel straight line group patterns L 1 and L 2 with no test lens inserted into the measurement optical system are plotted in the oblique coordinate system x′−
Linear sensors S 1 arranged on the x′ axis and y′ axis of the y′ coordinate,
Detected in step S 2 , the virtual parallelograms U, V, W, and Q created from this detection are used as reference virtual parallelograms, and then the lens to be measured is inserted into the measurement optical system. Projected virtual parallelogram U′,
V', W', and Q' are created, and the refractive characteristics of the lens to be tested are determined from the reference virtual parallelogram and the projected virtual parallelogram. In this case, the coordinate system of the biparallelogram is considered only for the oblique coordinate system x'-y', which can be arbitrarily selected, and this oblique coordinate system x'-y' is As mentioned above, the selection is an invariant equation that is unrelated to the quadratic equation for calculating the internal refractive power of the refractive characteristic calculation of the test lens.
The present invention has the very advantageous effect that no adjustment is required for the arrangement of the linear sensors S 1 and S 2 in terms of assembly or maintenance.

被検レンズの円柱軸方向は、(5)式で与えられ
る。(5)式は直交座標系時の式であるが、斜交座標
系x′−y′にセンサーがある場合は、以下の式を使
つて斜交座標系で求めた結果を直交座標系を使用
したときの円柱軸として計算することができる。
The cylindrical axis direction of the lens to be tested is given by equation (5). Equation (5) is an equation for the orthogonal coordinate system, but if the sensor is located in the oblique coordinate system It can be calculated as a cylindrical axis when used.

θ=1/2tan-1 X{cos2β〔B′,D′〕−cos(α−β)・(〔A′,D
′〕+〔B′,C′〕+cos2α/sin2α〔B′,D′〕+si
n(α−β)(〔A′,D′〕+〔B′,C′〕)−sin2α 〔A′,C′〕/〔A′,C′〕} …(9) 円柱軸は上記(12)のθより =θ+90゜ としてもとめられる。
θ=1/2tan -1 X{cos2β[B′,D′]−cos(α−β)
′] + [B′, C′] + cos2α/sin2α [B′, D′] + si
n (α − β) ([A′, D′] + [B′, C′]) − sin2α [A′, C′] / [A′, C′]} …(9) The cylinder axis is the above ( From θ in 12), it can be determined as =θ+90°.

次に、プリズム屈折力の測定原理を第5図をも
とに説明する。
Next, the principle of measuring prism refractive power will be explained based on FIG. 5.

x0−y0,x−y直交座標系によるプリズム値の
算定は、y0軸に対し、同じ角度γで対称に配置さ
れたピツチP1の平行直線群L1とピツチP2の平行
直線群L2のそれぞれいずれか1本の直線L11,L21
からe′P1にある直線,を、同様にf′P1
を、g′P2でを、n′P2でを引き、仮想平行
四辺形の四頂点がx0軸、y0軸に一致する
ようにとる。すなわち測定光軸Oに対し、仮想平
行四辺形が対称になるように作れば、この仮想平
行四辺形の中心は、測定光軸Oと一致している。
次に、被検レンズを測定して、投影平行直線群
L′1,L′2を検出し、投影平行直線L′11からe′P′1
ある直線′,′を引く。同様にf′P′1で直線
W′′、gp′2で′′、h′P′2で′′を引き
仮想平行
四辺形′′′′をつくる。この仮想平行四辺形
の四頂点は、x−y座標系で′(x1,y1)、
V′(x2,y2)、′(x3,y3)、′(x4,y4)とな
り、この四頂点の座標から水平プリズム量PH
及び垂直プリズム量PVは次式で表わされる。
x 0y 0 , the calculation of the prism value using the x-y orthogonal coordinate system is based on the group of parallel straight lines L 1 of pitch P 1 and the parallel straight lines of pitch P 2 , which are arranged symmetrically at the same angle γ with respect to the y 0 axis. One straight line each of group L 2 L 11 , L 21
Similarly, draw the straight line at e′P 1 from f′P 1 , g′P 2 , and n′P 2 , and the four vertices of the virtual parallelogram are Take it to match. That is, if a virtual parallelogram is made symmetrically with respect to the measurement optical axis O, the center of this virtual parallelogram will coincide with the measurement optical axis O.
Next, measure the lens to be tested and calculate the projected parallel straight line group.
Detect L′ 1 and L′ 2 and draw straight lines ′ and ′ at e′P′ 1 from the projected parallel line L′ 11 . Similarly, a straight line with f′P′ 1
Subtract ′′ at W′′, gp′ 2 and ′′ at h′P′ 2 to create a virtual parallelogram ′′′′. The four vertices of this virtual parallelogram are ′(x 1 , y 1 ) in the x-y coordinate system,
V′ (x 2 , y 2 ), ′ (x 3 , y 3 ), ′ (x 4 , y 4 ), and from the coordinates of these four vertices, the horizontal prism amount P H ,
and the vertical prism amount P V is expressed by the following equation.

ここで、dは被検レンズとマスク面との距離で
ある。
Here, d is the distance between the test lens and the mask surface.

斜交座標系x′−y′で測定した場合は、直交座標
系の場合と同様に、対称性の原理から、初期仮想
点を(0x10y1)(0x20y2)(0x30y3)、(0x40
y4
とおき {0x10x20x30x4=00 y10y20y30y4=0 …(12) を満たすように仮想点を設定すればよい。そし
て、水平方向プリズムPH、垂直方向プリズムPV
は、それぞれ(10)式で与えられるから(12)式を(6)式に
より変換すれば となり、(10)式を同様に(6)式で変換すれば となる。被検レンズを入れないときの初期仮想点
0xi0yi)の斜交座標系での座標(0x′i0y′i)と

検レンズを測定系に挿入したときの測定座標の斜
交座標系における座標(x′i,y′i)との差である
から(13)式、(14)式から次式が得られる。
When measuring in the oblique coordinate system 2 ) ( 0 x 3 , 0 y 3 ), ( 0 x 4 , 0
y4 )
Set the virtual point to satisfy { 0 x 1 + 0 x 2 + 0 x 3 + 0 x 4 = 0 0 y 1 + 0 y 2 + 0 y 3 + 0 y 4 = 0...(12) Bye. And horizontal prism P H , vertical prism P V
are given by equation (10), so if we transform equation (12) using equation (6), we get So, if we convert equation (10) using equation (6) in the same way, we get becomes. Coordinates ( 0 x′ i , 0 y′ i ) of the initial virtual point ( 0 x i , 0 y i ) in the oblique coordinate system when the test lens is not inserted and when the test lens is inserted into the measurement system Since this is the difference between the measurement coordinates of and the coordinates (x′ i , y′ i ) in the oblique coordinate system, the following equation can be obtained from equations (13) and (14).

この式がプリズム値を表わすものである。 This formula represents the prism value.

以上のべたように本願発明では、被検レンズの
屈折力測定には、座標系の取り方に無関係な不変
方程式で算出できるが、円柱軸、プリズム値にお
いて斜交−直交座標変換が必要となり、(12)、(15)
式の変換が必要であるが、演算機構上複雑であれ
ば、斜交座標系での測定座標(x′,y′)から第6
式で直交座標変換したのち、直交座標系による算
出式(5)、(10)式を使つて乱視軸、プリズム値を算出
してもよい。
As described above, in the present invention, the refractive power of the tested lens can be calculated using an invariant equation that is independent of the coordinate system, but oblique-orthogonal coordinate transformation is required for the cylinder axis and prism value. (12), (15)
It is necessary to convert the formula, but if the calculation mechanism is complicated, the sixth
After performing orthogonal coordinate transformation using the equation, the astigmatism axis and prism value may be calculated using the calculation equations (5) and (10) using the orthogonal coordinate system.

このように本願発明では、被検レンズを測定光
学系に挿入しない状態でマスク上の平行直線群
L1,L2から光軸Oに対し、対称な仮想平行四辺
形を作つておけば、次に被検レンズを測定光学系
に挿入し、投影平行直線像から相似的な投影仮想
平行四辺形を作れば、プリズム量が算出でき、こ
の算出に際しては被検レンズの第1、第2主経線
の屈折力やその傾き角は何ら知らなくとも単独に
測定できることを意味している。これは、従来の
レンズメーターでは、プリズム値の算出は、ま
ず、その測定しようとする被検レンズの屈折特性
を知つた上でなければ算出できなかつた点を考え
れば非常に有利であり、被検レンズの屈折特性算
出スステツプとプリズム値算出ステツプが独立に
平行して進めることができるため演算時間を大幅
に短縮できる。
In this way, in the present invention, the group of parallel straight lines on the mask is measured without inserting the test lens into the measurement optical system.
If a symmetrical virtual parallelogram is created from L 1 and L 2 with respect to the optical axis O, then the lens to be tested is inserted into the measurement optical system, and a similar projected virtual parallelogram is created from the projected parallel straight line image. By creating this, the amount of prism can be calculated, and this means that the amount of prism can be measured independently without knowing anything about the refractive power of the first and second principal meridians of the lens to be tested or its inclination angle. This is very advantageous considering that with conventional lensmeters, the prism value could only be calculated by knowing the refractive characteristics of the lens to be measured. Since the step of calculating the refractive characteristic of the detection lens and the step of calculating the prism value can be performed independently and in parallel, the calculation time can be significantly reduced.

また、本発明は、眼鏡レンズを測定するいわゆ
るレンズメーターに限定されるものでなく、広く
光学系の光学特性を測定する装置に応用しうるも
のである。
Further, the present invention is not limited to so-called lensmeters for measuring eyeglass lenses, but can be applied to a wide range of devices for measuring optical characteristics of optical systems.

また、仮想平行四辺形を作成するとき、直線
L11,L21にそれら直線の属する直線群のピツチを
n倍して、直線L11,L21の傾きに平行に仮想直線
を引くことにより仮想平行四辺形を作成したが、
仮想平行四辺形の作成方法はこれに限定されるも
のでなく、第3c図のように直線L11に対し、角
度βの傾きをもつ仮想直線l11を、また、直線L21
に対し角度αの傾きをもつ仮想直線l21を作り、
ころ作られた仮想直線l11,l21をもとにして仮想
平行四辺形u,v,w,qを作成してもよいこと
は言うまでもなく、これにより、本願の測定原理
が変更をうけるものではない。
Also, when creating a virtual parallelogram, a straight line
A virtual parallelogram was created by multiplying the pitch of the straight line group to which these straight lines belong to L 11 and L 21 by n and drawing a virtual straight line parallel to the slope of the straight lines L 11 and L 21 .
The method of creating a virtual parallelogram is not limited to this, but as shown in Fig. 3c, a virtual straight line l11 having an angle β with respect to the straight line L11 is created, and a straight line L21
Create a virtual straight line l 21 with an angle α to
It goes without saying that virtual parallelograms u, v, w, and q may be created based on the virtual straight lines l 11 and l 21 created by the rollers, but this changes the measurement principle of the present application. isn't it.

以下に前述した測定原理に基づいた光学レンズ
の屈折測定装置の具体例を図に従つて詳細に説明
する。
A specific example of an optical lens refraction measuring apparatus based on the measurement principle described above will be described in detail below with reference to the drawings.

第6図は、本発明による装置の光学系配置を示
す図である。図において、2a,2bはそれぞれ
ドライブ回路1により交互に駆動される互いに発
光波長の異なる光源、例えばLED等である。
FIG. 6 is a diagram showing the optical system arrangement of the device according to the invention. In the figure, 2a and 2b are light sources, such as LEDs, which are alternately driven by the drive circuit 1 and have different emission wavelengths.

光源2aから発した光束はダイクロイツクプリ
ズム3の波長選択性反射透過膜3aで反射されリ
レーレンズ4に入射する。一方光源2bから発し
た光束はダイクロイツクプリズム3の反射透過膜
3aを透過してリレーレンズ4に入射する。リレ
ーレンズ4に入射した光束はリレーレンズ4によ
つてピンホール5に集光される。このピンホール
5は見かけ上の光源の大きさを、測定時の光量、
回折現象を考慮して適当な大きさとする為のもの
で直径0.1〜0.3mm程度のものが用いられる。ピン
ホール5を出射した光束はコリメータレンズ6に
より平行光束とされたのち反射ミラー7により下
方に曲げられて図示しない保持手段に保持された
被検レンズ8に入射する。被検レンズ8を出射し
た光束は反射ミラー9により光路を曲げられたの
ちリレーレンズ10に入射する。リレーレンズ1
0を出射した光束はダイクロイツクプリズム11
に入射しその波長選択性反射透過膜11aによ
り、入射光束の波長によりその光束を反射もしく
は透過する。例えば透過された光束はつぎに反射
ミラー12で反射されたのち光束制限マスク13
bに入射し、被検レンズ8の光学特性を検出する
為に必要な情報分が選択されたのち、半透過膜1
4aを有する光路分割手段、例えばハーフミラー
14に入射し光束の1部は半透過膜14aで反射
されラインセンサ15に入射し検出される。他の
1部は半透過膜14aを透過してラインセンサ1
6に入射し検出される。他方、ダイクロイツクプ
リズム11の反射透過膜11aで反射された光束
は反射ミラー17で光路を曲げられたのち光束制
限マスク13aに入射し、ここで被検レンズ8の
光学特性を検出するために必要な情報分が選択さ
れたのちハーフミラー14に入射し入射光束の一
部は半透過膜14aで反射されてラインセンサ1
6に入射し検出され、他の一部は半透過膜14a
を透過してラインセンサ15に入射し検出され
る。なお、本実施例においては光束制限マスク1
3a,13bはそれぞれ被検レンズ8から距離△
dだけ離れた位置MAに配置されたと同等の効果
をもつようにリレーレンズ10によつてMAと共
役な位置に配置されている。同様に、ラインセン
サ15,16のそれぞれもリレーレンズ10によ
つて検出面Dの位置と共役な位置に配置されてい
る。また本実施例のラインセンサ15,16とし
ては、直線型のCCD固体撮像素子等が用いられ
る。
The light beam emitted from the light source 2a is reflected by the wavelength-selective reflective-transmissive film 3a of the dichroic prism 3 and enters the relay lens 4. On the other hand, the light beam emitted from the light source 2b passes through the reflective/transmissive film 3a of the dichroic prism 3 and enters the relay lens 4. The light beam incident on the relay lens 4 is focused on a pinhole 5 by the relay lens 4. This pinhole 5 indicates the apparent size of the light source, the amount of light at the time of measurement,
It is made to have an appropriate size in consideration of diffraction phenomena, and a diameter of about 0.1 to 0.3 mm is used. The light beam emitted from the pinhole 5 is made into a parallel light beam by a collimator lens 6, is bent downward by a reflection mirror 7, and enters a test lens 8 held by a holding means (not shown). The light beam exiting the test lens 8 has its optical path bent by the reflecting mirror 9 and then enters the relay lens 10 . relay lens 1
The light beam emitted from 0 passes through the dichroic prism 11
The wavelength-selective reflective-transmissive film 11a reflects or transmits the incident light beam depending on its wavelength. For example, the transmitted light flux is then reflected by a reflection mirror 12 and then reflected by a light flux limiting mask 13.
b, and after the information necessary to detect the optical characteristics of the test lens 8 is selected, the semi-transparent film 1
4a, a part of the light beam is reflected by the semi-transparent film 14a, enters the line sensor 15, and is detected. The other part passes through the semi-transparent film 14a to the line sensor 1.
6 and is detected. On the other hand, the light flux reflected by the reflective/transmissive film 11a of the dichroic prism 11 has its optical path bent by the reflection mirror 17 and then enters the light flux limiting mask 13a, where it is necessary to detect the optical characteristics of the lens 8 to be tested. After the information is selected, it enters the half mirror 14, and a part of the incident light beam is reflected by the semi-transparent film 14a and passes through the line sensor 1.
6 and is detected, and the other part is detected by the semi-transparent film 14a.
The light passes through the line sensor 15 and is detected. Note that in this embodiment, the luminous flux limiting mask 1
3a and 13b are distances △ from the test lens 8, respectively.
It is placed at a position conjugate to MA by the relay lens 10 so as to have the same effect as if it were placed at a position MA separated by distance d. Similarly, each of the line sensors 15 and 16 is also arranged by the relay lens 10 at a position conjugate with the position of the detection surface D. Furthermore, as the line sensors 15 and 16 of this embodiment, linear CCD solid-state image sensors or the like are used.

そして、この2本のラインセンサ15,16は
その共役面D内で互いに交差するように配置され
ている。
These two line sensors 15 and 16 are arranged so as to intersect with each other within the conjugate plane D thereof.

本実施例において、光源2aを射出した光束は
ダイクロイツクプリズム3→リレーレンズ4→ピ
ンホール5→コリメーターレンズ6→反射ミラー
7→被検レンズ8→反射ミラー9→リレーレンズ
10→ダイクロイツクミラー11→反射ミラー1
7→マスク13a→ハーフミラー14→ラインセ
ンサ15及びラインセンサ16からなる第1測定
光路を形成する。他方光源2bを射出した光束は
ダイクロイツクプリズム3→リレーレンズ4→ピ
ンホール5→コリメーターレンズ6→反射ミラー
7→被検レンズ8→反射ミラー9→リレーレンズ
10→ダイクロイツクプリズム11→反射ミラー
12→マスク13b→ハーフミラー14→ライン
センサ15及びラインセンサ16からなる第2測
定光路を形成する。
In this embodiment, the light flux emitted from the light source 2a is as follows: dichroic prism 3 → relay lens 4 → pinhole 5 → collimator lens 6 → reflection mirror 7 → test lens 8 → reflection mirror 9 → relay lens 10 → dichroic mirror 11 → Reflection mirror 1
7→mask 13a→half mirror 14→line sensor 15 and line sensor 16 to form a first measurement optical path. On the other hand, the light beam emitted from the light source 2b goes through the dichroic prism 3 → relay lens 4 → pinhole 5 → collimator lens 6 → reflection mirror 7 → test lens 8 → reflection mirror 9 → relay lens 10 → dichroic prism 11 → reflection mirror 12→mask 13b→half mirror 14→line sensor 15 and line sensor 16 to form a second measurement optical path.

第7a図、第7b図はそれぞれ前述の光束制限
マスク13a,13bのマスクパターンを示す図
である。
FIGS. 7a and 7b are diagrams showing mask patterns of the aforementioned light flux limiting masks 13a and 13b, respectively.

マスク13aは傾きm2でピツチpの複数の直
線パターンからなる平行直線群20を有してい
る。また平行直線群20の内少なくとも1本は他
の直線パターンと区別できるように太さの異なる
基準直線パターン22を有している。同様にマス
ク13bは基準直線パターン23を有し傾きm1
ピツチpの平行直線群21を有している。
The mask 13a has a parallel straight line group 20 consisting of a plurality of straight line patterns with a slope m2 and a pitch p. Furthermore, at least one of the parallel straight line groups 20 has a reference straight line pattern 22 having a different thickness so as to be distinguishable from other straight line patterns. Similarly, the mask 13b has a reference straight line pattern 23 with a slope m 1 ,
It has a group of parallel straight lines 21 with pitch p.

ここで、本実施例では基準直線パターン22,
23は太さに差をもたせることで他の直線パター
ンと区別させたが、本発明はこれに限定されるも
のでなく、光の透過率や透過波長特性に差をもた
せることにより区別させてもよく、或いは直線群
はすべて同一とし、その特定箇所のピツチを変え
て基準直線の代りとしてもよい。
Here, in this embodiment, the reference straight line pattern 22,
No. 23 was distinguished from other straight line patterns by having a difference in thickness, but the present invention is not limited to this, and it may also be distinguished by having a difference in light transmittance or transmission wavelength characteristics. Alternatively, all straight lines may be the same, and the pitch at a specific location may be changed to serve as a reference straight line.

マスク13a,13bのそれぞれの平行直線群
20,21は第6図のリレーレンズ10によるマ
スク13a,13bの共通共役面MA上で互いの
交差角がθでかつ、その2等分線24がある基準
軸25と交わる角度がεとなるように構成されて
いる。本実施例ではθ=90゜ε=90゜にしてある。
Parallel straight lines 20 and 21 of the masks 13a and 13b intersect with each other at an angle θ on the common conjugate plane MA of the masks 13a and 13b formed by the relay lens 10 in FIG. 6, and there is a bisector 24 thereof. It is configured such that the angle at which it intersects with the reference axis 25 is ε. In this embodiment, θ=90° and ε=90°.

なお、平行直線群20,21のそれぞれのピツ
チを同じ値Pに選んでいるが、これはマスク13
a,13bの製作を容易にするためだけであり、
たがいに異なるピツチの平行直線群を使用しても
よいし、また1つの平行直線群の各々の直線パタ
ーンのピツチもそれぞれ同一にする必要はない。
Note that the pitches of the groups of parallel straight lines 20 and 21 are selected to be the same value P, which is different from the mask 13.
This is only to facilitate the production of a and 13b.
Groups of parallel straight lines with different pitches may be used, and the pitches of the straight line patterns in one group of parallel straight lines do not need to be the same.

また、角度θ、及びεも任意に選択しうるもの
である。第8図は、ラインセンサによるマスクパ
ターン像検出時のラインセンサ上へのマスクパタ
ーン像の投影関係を示す図である。第8図に示す
ように第6図のラインセンサ15,16はそれぞ
れリレーレンズ10により共通共役面すなわち検
出面D上で交差角γを有するような関係で配置さ
れている。そして、このラインセンサ15,16
上に被検レンズ8によつて、その屈折特性情報を
もつた光束はマスク13a,13bを通過し、マ
スク13aの平行直線群20はラインセンサ上に
直線パターン像20′a,20′b……22′……
20′hとして投影される。同様にマスク13b
の平行直線群21は直線パターン像21′a,2
1′b……23′……21′iとして投影される。
これら投影される直線パターン像は被検レンズ8
の屈折特性により、ピツチはp′及びp″に、また互
いの交差角はθ′に及びその二等分線24′が基準
軸25′と交わる角度はε′に変化させられる。
Further, the angles θ and ε can also be arbitrarily selected. FIG. 8 is a diagram showing the projection relationship of the mask pattern image onto the line sensor when the line sensor detects the mask pattern image. As shown in FIG. 8, the line sensors 15 and 16 shown in FIG. 6 are arranged by means of a relay lens 10 such that they have a crossing angle γ on a common conjugate plane, that is, a detection plane D. And this line sensor 15, 16
With the lens 8 to be tested above, the light beam having the refractive characteristic information passes through masks 13a, 13b, and the parallel straight line group 20 of the mask 13a forms straight line pattern images 20'a, 20'b, . . . on the line sensor. ...22'...
20'h. Similarly, mask 13b
The parallel straight line group 21 is a straight line pattern image 21'a, 2
1'b...23'...21'i.
These straight line pattern images are projected onto the test lens 8.
Due to the refractive properties of , the pitches are changed to p' and p'', their intersection angle to each other is changed to θ', and the angle at which their bisector 24' intersects the reference axis 25' is changed to ε'.

測定に際してまず光源2aの発光により、第1
測定光路が形成され、マスク13aによる直線パ
ターン像20′a,20′b……22′……20′h
が、ラインセンサ15、及び16上に投影され
る。ここでラインセンサ15により直線パターン
像20′a,20′b…20′hはそれぞれ検出点
e11,e12……e17として検出される。同様にライン
センサ16によつても、検出点f11,f12……f19
して検出される。
During measurement, first, the first light is emitted by the light source 2a.
A measurement optical path is formed, and linear pattern images 20'a, 20'b...22'...20'h are formed by the mask 13a.
is projected onto the line sensors 15 and 16. Here, the linear pattern images 20'a, 20'b...20'h are detected by the line sensor 15, respectively.
e 11 , e 12 ...detected as e 17 . Similarly, the line sensor 16 detects the detection points f 11 , f 12 , . . . f 19 .

つぎに、光源2bを発光させると、第2測定光
路が形成され、マスク13bによる直線パターン
像21′a,21′b……23′……21′iがライ
ンセンサ15、及び16上に投影される。ここで
ラインセンサ15により直線パターン像21′a,
21′b……23′……21′iはそれぞれ検出点
e21,e22……e29,e20として検出される。また同
様にラインセンサ16によつても検出点f21,f22
……f26として検出される。
Next, when the light source 2b is made to emit light, a second measurement optical path is formed, and linear pattern images 21'a, 21'b...23'...21'i are projected onto the line sensors 15 and 16 by the mask 13b. be done. Here, the line sensor 15 detects straight line pattern images 21'a,
21'b...23'...21'i are the respective detection points
e 21 , e 22 ...detected as e 29 , e 20 . Similarly, the detection points f 21 and f 22 are detected by the line sensor 16.
...Detected as f 26 .

第9図A〜Mは、ラインセンサによる直線パタ
ーン像検出時のラインセンサ出力及びその後の演
算をタイミングチヤートで示した図である。Aは
ラインセンサの検出出力読み出し駆動用のパルス
列であり、ラインセンサにこのパルスが入力され
るとそれにともなつてラインセンサから順次検出
出力が出力される。Bはラインセンサ15に直線
パターン20′a,20′b……22′……20′h
が投影されたときのラインセンサ15からの検出
出力波形(包絡線)を示している。このBの出力
波形は検出点e11,e12……e17に対応した出力レベ
ルの立上りを有する出力波形となつている。同様
にCは、ラインセンサ16による直線像パターン
20′a,20′b……20′hの検出出力波形、
Dはラインセンサ15による直線パターン21′
a,21′b……23′……21′iの検出出力波
形、Eはラインセンサ16による直線像パターン
21′a,21′b……23′……21′iの検出出
力波形である。F〜Iは、上述の検出出力波形B
〜Eをシユミツト・トリガー回路で矩形波に波形
成形した矩形波出力波形であり、出力波形F〜I
はそれぞれ出力波形B〜Eに対応している。つぎ
にこの得られた矩形波出力波形F〜Iの各矩形波
の中心位置をもとめ、この中心位置をラインセン
サーのセンサ素子番号を目盛として位置づけす
る。
FIGS. 9A to 9M are timing charts showing line sensor outputs and subsequent calculations when the line sensor detects a linear pattern image. A is a pulse train for reading and driving the detection output of the line sensor, and when this pulse is input to the line sensor, the detection output is sequentially output from the line sensor. B is a straight line pattern 20'a, 20'b...22'...20'h on the line sensor 15.
It shows the detection output waveform (envelope) from the line sensor 15 when projected. The output waveform of B has output level rises corresponding to the detection points e 11 , e 12 . . . e 17 . Similarly, C is the detection output waveform of the linear image patterns 20'a, 20'b...20'h by the line sensor 16,
D is a straight line pattern 21' obtained by the line sensor 15.
a, 21'b...23'...21'i, and E is the detected output waveform of the linear image patterns 21'a, 21'b...23'...21'i by the line sensor 16. . F to I are the detection output waveforms B described above.
This is a rectangular wave output waveform obtained by shaping ~E into a rectangular wave using a Schmitt trigger circuit, and the output waveform F~I
correspond to output waveforms B to E, respectively. Next, the center position of each rectangular wave of the obtained rectangular wave output waveforms F to I is determined, and this center position is positioned using the sensor element number of the line sensor as a scale.

すなわち、第10図に示すようにE1,E2,…
…EN-1,EN番までのN個のセンサ素子からなる
ラインセンサLNSの第Ep番からEp+o番号のセン
サ素子により、矩形波出力eAが出力され、また第
E1番からE1+n番のセンサ素子により矩形波出力eB
が出力されているとき矩形波出力eAの幅△Aはセ
ンサ素子個数n個に、矩形波出力eBの幅△Bはセ
ンサ素子個数m個にそれぞれ対応しているので矩
形波出力eAの中心位置O1はEp番素子からn/2
個づれたEp+n/2=Ec1番目の素子に対応して
いることがわかる。同様に矩形波出力eBの中心位
置O2はE1+n/2=Ec2番目素子に対応している。又、
更に検出精度を上げる為にはセンサ素子ピツチ間
の内挿が必要であるが、これは出力信号の立上
り、立下りを部を正確に包絡線検波した後に適当
なスライスレベルで波形整形しラインセンサーを
駆動するパルス列より充分周波数の高いクロツク
パルスを用いて中心位置を検出する事によつて達
成される。
That is, as shown in FIG. 10, E 1 , E 2 ,...
... E N- 1 , E
E 1 to E 1+n sensor elements produce square wave output e B
When is being output, the width △ A of the rectangular wave output e A corresponds to the number of sensor elements n, and the width △ B of the rectangular wave output e B corresponds to the number m of sensor elements, so the rectangular wave output e A The center position O1 is n/2 from the E pth element
It can be seen that each E p +n/2=E c corresponds to the 1st element. Similarly, the center position O 2 of the rectangular wave output e B corresponds to E 1+n/2 = E c second element. or,
In order to further increase detection accuracy, interpolation between sensor element pitches is required, but this is done by accurately detecting the envelope of the rising and falling edges of the output signal and then shaping the waveform at an appropriate slice level. This is achieved by detecting the center position using a clock pulse that has a sufficiently higher frequency than the pulse train that drives the center position.

このように直線パターン像の位置は検出点から
得られるラインセンサの矩形波出力波形の中心位
置をもとめることによりラインセンサの素子番号
によつて位置付けすなわちラインセンサを座標軸
とする座標値として得られる。
In this way, the position of the linear pattern image can be obtained by determining the center position of the rectangular wave output waveform of the line sensor obtained from the detection point and by positioning it by the element number of the line sensor, that is, as a coordinate value with the line sensor as the coordinate axis.

第9図J〜Mは、上記の方法で各々の検出点を
ラインセンサ上の座標値として示した図であり、
座標値e′11,e′12……e′17は検出点e11,e12,……
e17にそれぞれ対応している。また以下座標値f′11
〜f′19は検出点f11〜f19に、座標値e′21〜e′20は検

点e21〜e20に、座標値f′21〜f′26は検出点f21〜f26
それぞれ対応している。
FIGS. 9 J to M are diagrams showing each detection point as a coordinate value on the line sensor using the above method,
The coordinate values e′ 11 , e′ 12 ...e′ 17 are the detection points e 11 , e 12 , ...
e 17 respectively. Also, the following coordinate value f′ 11
~f' 19 is the detection point f 11 ~ f 19 , the coordinate value e' 21 ~ e' 20 is the detection point e 21 ~ e 20 , and the coordinate value f' 21 ~ f' 26 is the detection point f 21 ~ f 26 corresponds to each.

また第10図に示したように矩形波出力eBを出
力するセンサ素子数mは他の矩形波出力eAを出力
するセンサ素子数nと異なつており、かつm>n
であることからこの矩形波出力eBが第7a図、第
7b図に示したような基準直線パターンによる直
線パターン像の検出出力であることがわかる。本
実施例においては第8図、第9図の検出点e15
e16,e25,f23がそれぞれ基準直線パターン像2
2′,23、を検出した検出点であり、e′15,f′16
e′25,f′23がそれぞれの基準座標値であることがわ
かる。
Furthermore, as shown in FIG. 10, the number m of sensor elements that output the rectangular wave output e B is different from the number n of sensor elements that output the other rectangular wave output e A , and m>n
Therefore, it can be seen that this rectangular wave output e B is the detection output of a straight line pattern image based on the reference straight line pattern as shown in FIGS. 7a and 7b. In this embodiment, the detection points e 15 ,
e 16 , e 25 , and f 23 are the reference straight pattern image 2, respectively.
2′, 23, is the detection point where e′ 15 , f′ 16 ,
It can be seen that e′ 25 and f′ 23 are the respective reference coordinate values.

そして、基準座標値e′15,f′16から基準直線パタ
ーン像22′の方程式が決定でき、基準座標値
e′25,f′23から基準直線パターン像23′の方程式
が決定できる。また基準座標値e′15,f′16,e′25
f′23を基準として順序づけられる各座標値から他
の直線パターン像の方程式が決定できる。例えば
基準座標値e′15の次の座標値e′16と基準座標値f′16
の次の座標値f′17とから直線パターン像20′fの
方程式が決定できる。このように各々の座標値か
ら多数の直線パターン像の方程式が決定でき、か
つこれら直線パターン像は同じ平行直線群に属す
るものはその平行性をくずすことはないので、こ
れら多数の直線方程式を平均化することにより、
より正確な精密な検出結果が得られる。また、も
とめた多数の方程式のそれぞれのピツチP′も多数
の値をもとめることができ、これらを平均化して
正確は、精密なピツチP′をもとめることができ
る。このことは、本発明の大きな特徴である。
Then, the equation of the reference straight line pattern image 22' can be determined from the reference coordinate values e' 15 and f' 16 , and the reference coordinate value
The equation of the reference straight line pattern image 23' can be determined from e' 25 and f' 23 . Also, the reference coordinate values e′ 15 , f′ 16 , e′ 25 ,
Equations for other linear pattern images can be determined from each coordinate value ordered with f′ 23 as a reference. For example, the next coordinate value e′ 16 after the reference coordinate value e′ 15 and the reference coordinate value f′ 16
The equation of the linear pattern image 20'f can be determined from the next coordinate value f'17 . In this way, the equations of many straight line pattern images can be determined from each coordinate value, and since these straight line pattern images belong to the same parallel straight line group, their parallelism will not be broken, so these many straight line equations can be averaged. By becoming
More accurate and precise detection results can be obtained. Furthermore, it is possible to obtain a large number of values for the pitch P' of each of the large number of equations obtained, and by averaging these values, it is possible to obtain a precise pitch P'. This is a major feature of the present invention.

次に第11図から第13図まで参照しながら、
ラインセンサにより検出された直線パターン像の
方程式から仮想直線を生成し、この直線をそもと
に直線パターン像投影面と同一平面上に任意の4
点を決定し、この4点の変化から被検レンズの屈
折特性を測定する方法について述べる。第11図
は、被検レンズ8を測定光路に挿入しないときの
ラインセンサ15,16上へ直線パターン20,
21を投影した場合を示している。このとき直線
パターン像20″(第11図では、基準直線パタ
ーン像22″,23″及び直線パターン20″e,
20″f,21″d,21″eのみを選択して図示
しているが)及び21″は前述の方法によりその
直線の方程式及びピツチPが決定される。そして
次に例えば直線パターン像20″eを基準として
exPだけ離れた位置に傾きfxm2の仮想直線30
を生成でき、又、その反対側にgxPだけ離れた位
置に傾きfxm2の仮想直線31を生成することが
できる。同様な方法により、例えば直線パターン
像21″dを基準として、hxPだけ離れた位置に
傾きfxm1の直線32を、ixPだけ離れた位置に傾
きfxm1の直線33をそれぞれ生成できる。ここ
で係数e,f,g,h,i、は任意に選択できる
係数であり、普通f=1すなわち直線パターン像
の方程式の傾きm1及びm2と同じ傾きの仮想直線
を生成させる。また、係数e,g,h,iは、生
成される仮想直線の交点36,37,38、及び
39がマスクの中心24に対し対称となるように
選ばれる。第11図は、このように仮想直線が生
成された状態を示している。このように仮想直線
を生成すると被検レンズのプリズム屈折力の算出
が容易になることは、すでに原理説明で述べた通
りである。
Next, while referring to Figures 11 to 13,
A virtual straight line is generated from the equation of the straight line pattern image detected by the line sensor, and based on this straight line, any four lines are drawn on the same plane as the straight line pattern image projection plane.
A method of determining the points and measuring the refractive characteristics of the lens to be tested from changes in these four points will be described. FIG. 11 shows a straight line pattern 20 on the line sensors 15, 16 when the test lens 8 is not inserted into the measurement optical path.
21 is projected. At this time, straight line pattern images 20'' (in FIG. 11, reference straight line pattern images 22'', 23'' and straight line patterns 20''e,
Although only 20''f, 21''d, and 21''e are selected and illustrated) and 21'', their straight line equations and pitches P are determined by the method described above. Then, for example, using the straight line pattern image 20''e as a reference,
An imaginary straight line 30 with an inclination of fxm 2 at a position exP apart
It is also possible to generate a virtual straight line 31 with an inclination fxm 2 at a position separated by gxP on the opposite side. Using a similar method, for example, with the straight line pattern image 21''d as a reference, a straight line 32 with an inclination of fxm 1 can be generated at a position separated by hxP, and a straight line 33 with an inclination of fxm 1 can be generated at a position separated by ixP. Here, the coefficient e, f, g, h, and i are coefficients that can be selected arbitrarily, and usually generate a virtual straight line with the same slope as f=1, that is, the slopes m 1 and m 2 of the linear pattern image equation. , g, h, and i are selected so that the intersection points 36, 37, 38, and 39 of the generated virtual straight lines are symmetrical with respect to the center 24 of the mask. As already stated in the principle explanation, generating a virtual straight line in this way facilitates calculation of the prism refractive power of the lens to be tested.

次に測定光路中に被検レンズを挿入し、その被
検レンズの屈折特性によつて変化された光束によ
る直線パターン像をラインセンサで検出し、この
直線パターンから仮想直線をもとめる方法を第1
2図に示す。
Next, the first method is to insert a test lens into the measurement optical path, use a line sensor to detect a straight line pattern image created by a light flux changed by the refractive characteristics of the test lens, and to obtain a virtual straight line from this straight line pattern.
Shown in Figure 2.

まず、被検レンズの屈折特性により、ピツチ
P′P″、傾きm1′,m2′にそれぞれ変化された直線
パターン像20′,21′を検出し、その方程式を
算出することは上述したとおりである。次に第1
1図で基準とした直線パターン像20″eに対応
する直線パターン像20′eを基準として第11
図で仮想直線30を生成するために利用したと同
じ量の係数eをもつてexP″の位置に仮想直線3
0′を生成する。なおこの仮想直線30′の傾きは
第11図で仮想直線30′の傾きfxm2の係数fを
f=1とおいているので仮想直線30′の傾き
fxm2′の係数fも同様にf=1としている。同様
の方法で、直線パターン像20′eを基準として
gxP″の位置に仮想直線31′を、直線パターン像
21′dを基準としてhxP′の位置に仮想直線3
2′を、ixP′の位置に仮想直線33′をそれぞれ生
成する。そしてこれらの仮想直線30′,31′,
32′,33′から交点36′,37′,38′,3
9′を得られるし、これら4交点からその中心3
4′を得ることができる。
First, due to the refractive characteristics of the lens being tested, the pitch
As described above, the linear pattern images 20' and 21' whose slopes have been changed to P'P'' and slopes m 1 ' and m 2 ', respectively, are detected and the equations thereof are calculated.
The eleventh
A virtual straight line 3 at the position exP'' with the same amount of coefficient e as used to generate the virtual straight line 30 in the figure.
Generates 0'. Note that the slope of this imaginary straight line 30' is, since the coefficient f of the slope fxm 2 of the imaginary straight line 30' is set to f=1 in Fig. 11, the slope of the imaginary straight line 30' is
Similarly, the coefficient f of fxm 2 ' is set to f=1. In the same way, using the straight line pattern image 20'e as a reference,
A virtual straight line 31' is placed at the position gxP'', and a virtual straight line 31' is placed at the position hxP' with the straight line pattern image 21'd as a reference.
2' and a virtual straight line 33' are generated at the position of ixP'. And these virtual straight lines 30', 31',
From 32', 33' to intersections 36', 37', 38', 3
9' can be obtained, and from these four intersection points its center 3
4' can be obtained.

このようにして、もとめられた4点36〜39
は検出面D上で被検レンズの屈折特性により4点
36′〜39′に変位する。この様子を示すのが1
3図である。そしてこの変位量をもとに上述の第
(3)〜(5)式によつて被検レンズの屈折特性を算出す
ることができる。本実施例のように被検レンズを
測定光路内に挿入しないときの仮想直線の4交点
を基準点とし、被検レンズを測定光路内に挿入し
たときの上記4交点の変位量をもとめる方法を使
用すると、上述の第3式は2本のラインセンサが
作る座標系に対して全く不変となる為組立時にラ
インセンサの交差角及び交差位置の管理を一切行
なう必要がなくなるという大きな利点がある。
In this way, the four points sought were 36-39.
are displaced at four points 36' to 39' on the detection surface D depending on the refractive characteristics of the lens to be tested. 1 shows this situation.
Figure 3. Then, based on this amount of displacement, the above
The refractive characteristics of the lens to be tested can be calculated using equations (3) to (5). As in this example, the four intersections of virtual straight lines when the test lens is not inserted into the measurement optical path are used as reference points, and the displacement amount of the four intersections when the test lens is inserted into the measurement optical path is determined. When used, the above-mentioned third equation becomes completely unchanged with respect to the coordinate system created by the two line sensors, so there is a great advantage that there is no need to manage the intersecting angle and intersecting position of the line sensors at the time of assembly.

第14図は、以上のごとき演算処理を行なう為
の処理回路の一例をブロツク図で簡単に示すもの
である。ラインセンサドライバー100,101
によつて駆動されるラインセンサ15,16は第
9図B〜Cで示すごとき、まず、ドライブ回路1
によつて駆動された光源2aの発光により、光束
制限マスク13aの直線開口パターン投影像によ
る検出出力信号を信号ライン102,103に送
出する。104はアナログスイツチであり、マイ
クロプロセツサ105によつてコントロールされ
る。マイクロプロセツサ105はラインセンサ1
5をドライブするドライバー100よりラインセ
ンサの走査開始パルス106により割込を受ける
と、アナログスイツチを制御して、ラインセンサ
15の出力がA/D変換器107に入力される様
にする。A/D変換器107は、ドライバー回路
100からの第9図Aに示すようなラインセンサ
読み出しパルス108により読み出されるライン
センサの1素子毎の出力をアナログ・デジタル変
換し、変換されたデジタル値をマイクロプロセツ
サに供給する。ここでA/D変換器107は、8
ビツト(1/256)程度の分解能を有し、かつライ
ンセンサの走査周波数より速い変換時間を有する
ものが選ばれる。マイクロプロセツサ105は、
1素子毎にデジタル値に変換されたラインセンサ
15の出力を読み込み、RAM(ランダムアクセ
スメモリー)等で構成されるデータメモリー10
9に逐次格納する。従つて、データメモリー10
9には、あらかじめ定められた位置(番地)よ
り、ラインセンサの最初の素子による出力から順
にデンタル値として格納される。例えばラインセ
ンサが1728素子のものであれば、1728個のデータ
取り込みが終了すると、マイクロプロセツサ10
5は、それ以上のデータ取り込みをやめ、ライン
センサ16を駆動する走査開始パルス110によ
り、割込を受けるのを待つ。割込を受けるとアナ
ログスイツチ104を制御してラインセンサ読み
出しパルス111により読み出されるラインセン
サ16の出力をデジタル値としてデータメモリ1
09に引きつづき格納する。つぎにマイクロプロ
セツサ105は、ドライブ回路1を制御して今ま
で発していた光源2aを消し、光源2bを発光さ
せる。そして前述と同様の駆動により第9図d,
eの検出出力をデジタル値としてデータメモリ1
09に格納する。これで全ての測定データがデー
タメモリ109に格納された事になる。以後マイ
クロプロセツサ105内の演算回路112はデー
タメモリ109に書き込まれたデータを基にして
以下の処理を行なう。
FIG. 14 is a simple block diagram showing an example of a processing circuit for performing the above-mentioned arithmetic processing. Line sensor driver 100, 101
As shown in FIGS. 9B to 9C, the line sensors 15 and 16 driven by the drive circuit 1
Detection output signals based on the linear aperture pattern projected image of the light flux limiting mask 13a are sent to the signal lines 102 and 103 by the light emission of the light source 2a driven by the light flux limiting mask 13a. 104 is an analog switch, which is controlled by a microprocessor 105. The microprocessor 105 is the line sensor 1
When the line sensor scan start pulse 106 is interrupted by the driver 100 driving the line sensor 15, the analog switch is controlled so that the output of the line sensor 15 is input to the A/D converter 107. The A/D converter 107 converts the output of each element of the line sensor read out by the line sensor readout pulse 108 as shown in FIG. 9A from the driver circuit 100 from analog to digital, and converts the converted digital value. Supplies the microprocessor. Here, the A/D converter 107 has 8
A sensor having a resolution of about 1/256 bit (1/256) and a conversion time faster than the scanning frequency of the line sensor is selected. The microprocessor 105 is
A data memory 10 that reads the output of the line sensor 15, which is converted into a digital value for each element, is composed of a RAM (random access memory), etc.
9 is stored sequentially. Therefore, data memory 10
9, the outputs from the first element of the line sensor are stored as dental values in order from a predetermined position (address). For example, if the line sensor has 1728 elements, once the 1728 data have been captured, the microprocessor 10
5 stops further data acquisition and waits to be interrupted by the scan start pulse 110 that drives the line sensor 16. When an interrupt is received, the analog switch 104 is controlled and the output of the line sensor 16 read by the line sensor read pulse 111 is converted into a digital value and stored in the data memory 1.
Continuing to store in 09. Next, the microprocessor 105 controls the drive circuit 1 to turn off the light source 2a that has been emitting light and causes the light source 2b to emit light. Then, by driving in the same manner as described above, FIG. 9d,
Data memory 1 uses the detection output of e as a digital value.
Store in 09. All measurement data is now stored in the data memory 109. Thereafter, the arithmetic circuit 112 in the microprocessor 105 performs the following processing based on the data written in the data memory 109.

(1) 光束制限マスクの直線開口パターンの投影像
によつて生ずるラインセンサ出力波形の中心位
置がラインセンサの素子の何番目に位置するか
を検出する。
(1) Detecting which element of the line sensor the center position of the line sensor output waveform generated by the projected image of the linear aperture pattern of the light flux limiting mask is located.

(2) 2本のラインセンサが作る座標系に於いて、
各直線開口パターン像の方程式を求める。
(2) In the coordinate system created by the two line sensors,
Find the equation for each linear aperture pattern image.

(3) すでに述べた方法により、第12図の30′
〜33′のごとき仮想直線の方程式を生成し、
それらの交点として、第13図に示す4点3
6′〜39′の座標位置を求め、それより、その
中心位置34′を求める。
(3) 30' in Figure 12 by the method already described.
Generate the equation of a virtual straight line such as ~33',
As their intersection points, the four points 3 shown in Figure 13 are
The coordinate positions of 6' to 39' are determined, and then the center position 34' is determined.

(4) あらかじめ、被検レンズを挿入しない場合の
4点の基準位置、36〜39及びその中心34
の座標位置と前項(3)で求められた各点36′〜
39′及び34′の座標位置より前記(3)〜(5)式に
したがつて演算し被検レンズの球面度数S、円
柱度数C、乱視軸方向Ax及びプリズム屈折力
Px,Pyを求める。
(4) In advance, set the four reference positions 36 to 39 and their center 34 when no test lens is inserted.
The coordinate position of and each point 36' found in the previous section (3)
From the coordinate positions of 39' and 34', calculate according to equations (3) to (5) above to determine the spherical power S, cylindrical power C, astigmatic axis direction Ax, and prism refractive power of the test lens.
Find Px and Py.

以上の処理により求められた各値は、第14図
に示す表示器113、プリンター装置114に出
力される。以上の処理は、全てプログラムメモリ
ー115に記録されているプログラムに従つて行
なわれる。マイクロプロセツサによつて以上の様
な処理を行なう事は特殊なものでなく、関連する
技術分野に属する当業者にとつては容易に達成で
きるものである。
Each value obtained through the above processing is output to the display 113 and printer device 114 shown in FIG. 14. All of the above processing is performed according to the program recorded in the program memory 115. It is not unusual for a microprocessor to perform the above processing, and can be easily accomplished by those skilled in the relevant technical field.

本発明は以上に説明した実施例に限定されるも
のでなく、種々の変形例を有するものである。以
下にその2,3の例を開示する。
The present invention is not limited to the embodiments described above, but includes various modifications. A few examples are disclosed below.

第6図に示した第1実施例においては、発光波
長の異なる2つの光源とこれら2つの光源からの
光を選択的に反射もしくは透過させるダイクロイ
ツクプリズムをもちいて、2つの測定光路を形成
したが、2つの光源をもちいるかわりに第15図
に示すように機械的チヨツパーを使用して測定光
路を選択してもよい。第16図において第6図の
第1実施例と同一もしくは均等の構成要素には同
一の符号を附して説明を省略するが、リレーレン
ズ10の後方にはハーフミラー等の光路分割手段
150が配置されており、リレーレンズ10から
の光束を2つの光束に2割する。ハーフミラー1
50の半透鏡面151を通過した光束がたどる第
1測定光路152には第1チヨツパー153aが
配置されている。一方ハーフミラー150の半透
鏡面151で反射された光束がたどる第2測定光
路154には、第2チヨツパー153bが配置さ
れている。これら、第1、第2チヨツパーはそれ
ぞれチヨツパードライブ回路155に接続され、
この制御を受ける。その制御はまず第1チヨツパ
ー153aが第1測定光路152内に挿入されて
いるときは第2チヨツパー153bは、第2測定
光路154外にはずれ、第2測定光路を通る光束
をマスク13aにのみ入射させ、このマスク13
aを通過した光束はハーフミラー14によつて2
分され、それぞれラインセンサ15,16に投影
される。
In the first embodiment shown in FIG. 6, two light sources with different emission wavelengths and a dichroic prism that selectively reflects or transmits the light from these two light sources are used to form two measurement optical paths. However, instead of using two light sources, a mechanical chopper may be used to select the measurement optical path as shown in FIG. In FIG. 16, the same or equivalent components as in the first embodiment shown in FIG. 6 are given the same reference numerals and explanations are omitted. The relay lens 10 divides the light beam from the relay lens 10 into two light beams. half mirror 1
A first chopper 153a is disposed on a first measuring optical path 152 that the light beam that has passed through the semi-transparent mirror surface 151 of 50 follows. On the other hand, a second chopper 153b is arranged in a second measuring optical path 154, which is followed by the light beam reflected by the semi-transparent mirror surface 151 of the half mirror 150. These first and second choppers are each connected to a chopper drive circuit 155,
subject to this control. First, when the first chopper 153a is inserted into the first measurement optical path 152, the second chopper 153b is moved out of the second measurement optical path 154, and the light flux passing through the second measurement optical path is incident only on the mask 13a. Let this mask 13
The light beam that passed through a is divided into 2 by the half mirror 14.
and projected onto line sensors 15 and 16, respectively.

次にチヨツパードライブ回路は、第1チヨツパ
ー153aを第1測定光路外にはずすとともに第
2チヨツパー153bを第2測定光路154内に
挿入し、第2測定光路へ進む光束を遮断する。そ
して、第1測定光路を進む光束のみがマスク13
bに入射され、マスク13bを通過した光束は、
ハーフミラー14で2分割され、それぞれライン
センサ15,16に投影される。
Next, the chopper drive circuit removes the first chopper 153a from the first measurement optical path and inserts the second chopper 153b into the second measurement optical path 154, thereby blocking the light beam proceeding to the second measurement optical path. Then, only the light beam traveling along the first measurement optical path is passed through the mask 13.
The light flux that was incident on b and passed through the mask 13b is
The image is divided into two by a half mirror 14 and projected onto line sensors 15 and 16, respectively.

第16図はラインセンサの配置に関する別の実
施例である。第6図の第1実施例において、ライ
センサ15,16はリレーレンズ10による光学
的に共役な検出面D上で互いに交差するように配
置したが、本発明はこれに限られるものではな
い。また、その交差もラインセンサの延長線が仮
想的に交差する配置でもよく、さらに本発明の原
理から理解出来るように本発明は、光束分割マス
ク上に形成された直線パターンの投影像の直線方
程式をもとめることが測定の第1ステツプであ
る。直線の方程式をもとめるには、直線の少なく
とも2点を測定できれば決定できるので、直線パ
ターン像を検出するラインセンサの配置は、直線
パターン像と平行にならない限り自由に配置でき
る。第16図はその一例を開示するもので検出面
Dで2本のラインセンサ160,161が平行に
なるように配置した例である。より具体的に言う
ならばラインセンサ160は第6図のラインセン
サ15が配置されている面内に、ラインセンサ1
61は、第6図のラインセンサ16が配置されて
いる面内にそれぞれ検出面D上で互いにこれら2
本のラインセンサが平行になるように配置すれば
よい。
FIG. 16 shows another embodiment regarding the arrangement of line sensors. In the first embodiment shown in FIG. 6, the licensors 15 and 16 are arranged so as to cross each other on the optically conjugate detection surface D of the relay lens 10, but the present invention is not limited to this. Further, the intersection may be arranged so that the extension lines of the line sensors virtually intersect. Furthermore, as can be understood from the principle of the present invention, the present invention provides a linear equation for a projected image of a straight line pattern formed on a light beam splitting mask. The first step in measurement is to determine the Since the equation of a straight line can be determined by measuring at least two points on the straight line, the line sensor for detecting the straight line pattern image can be freely placed as long as it is not parallel to the straight line pattern image. FIG. 16 discloses an example of this, in which two line sensors 160 and 161 are arranged parallel to each other on the detection surface D. More specifically, the line sensor 160 is located within the plane in which the line sensor 15 in FIG.
61 are connected to each other on the detection surface D within the plane in which the line sensor 16 in FIG. 6 is arranged.
It is sufficient to arrange the book line sensors so that they are parallel to each other.

第17図は上述の2本の平行なラインセンサを
使用するかわりに1本の平行なラインセンサを使
用し、これと像シフト用光学手段を組み合せ、実
質的に2本の平行なラインセンサを使用したと同
じ効果をもたせた実施例の開示である。第17図
においてリレーレンズ10より前方の光学配置は
第6図と同様の光学配置を有するものとして、図
示を省略してある。また第6図の第1実施例と同
一もしくは均等な構成要素には同一の符号を附し
て説明を省略する。1本のラインセンサ162の
前方には、入射光軸に垂直で、かつラインセンサ
のセンサ素子の配列方向と平行な軸を回動軸とす
るプレンパラレル等の像シフト光学手段170が
配置されている。プレンパラレル170はドライ
ブ回路172によつて互いに同期して前記回転軸
を軸として角度だけ矢印173の方向に回動さ
れる。
Fig. 17 uses one parallel line sensor instead of the two parallel line sensors described above, and combines this with an optical means for image shifting to essentially create two parallel line sensors. This is an disclosure of an embodiment that has the same effect as the one used. In FIG. 17, the optical arrangement in front of the relay lens 10 has the same optical arrangement as that in FIG. 6, and is not shown. Components that are the same or equivalent to those of the first embodiment shown in FIG. 6 are given the same reference numerals and their explanations will be omitted. In front of one line sensor 162, an image shifting optical means 170 such as a plane parallel is arranged whose rotation axis is perpendicular to the incident optical axis and parallel to the arrangement direction of the sensor elements of the line sensor. There is. The plane parallels 170 are rotated by an angle in the direction of an arrow 173 about the rotating shaft in synchronization with each other by a drive circuit 172.

今プレンパラレル170が実線で図示したよう
に入射光軸175に対し、垂直に位置していると
き、今第2測定光路のマスク13aを通過しハー
フミラー14の半透過面を透過した光束は入射光
軸175と同軸の投影光軸177を有する投影光
束としてラインセンサ162に投影される。次に
ドライバ回路172の駆動により、プレンパラレ
ル170を角度だけ回動し、170′の位置に
移動させると、投影光束はプレンパラレルの屈折
作用によりシフトされ、投影光軸177から平行
ズレした第2の投影光軸177′を投影光軸とす
る投影光束として、ラインセンサ162に投影さ
れる。なお第1測定光路のマスク13bを通過し
た光束についてもハーフミラー14で反射後同様
の作用をさせることは言うまでもない。なお第1
6図、17図のラインセンサのかわりに2次元セ
ンサをもちいれば検出点数を増大できる。
When the plane parallel 170 is now positioned perpendicular to the incident optical axis 175 as shown by the solid line, the light beam that has now passed through the mask 13a of the second measurement optical path and transmitted through the semi-transparent surface of the half mirror 14 is incident. It is projected onto the line sensor 162 as a projection light beam having a projection optical axis 177 coaxial with the optical axis 175 . Next, by driving the driver circuit 172, the plane parallel 170 is rotated by an angle and moved to the position 170'. is projected onto the line sensor 162 as a projection light beam having the projection optical axis 177' as the projection optical axis. It goes without saying that the same effect is applied to the light beam that has passed through the mask 13b in the first measurement optical path after being reflected by the half mirror 14. Note that the first
If a two-dimensional sensor is used instead of the line sensor shown in FIGS. 6 and 17, the number of detection points can be increased.

以上、上述した全ての実施例が測定光路を2つ
に割けそれぞれの測定光路に1つづつ計2枚の光
束制限227を配した例に対し、第18図はマス
ク上のパターン自体に波長選択性をもたせ、こと
なる2種のパターンを形成した1枚のマスクを使
用する光学特性測定装置の例である。以下本実施
例の第18図における説明において第6図の第1
実施と同一もしくは均等な構成要素には同一の符
号を附して説明を省略する。リレーレンズ10を
射出した光束は、後述するような構成からなる波
長選択性をもたせたパターンを有するマスク20
0を通過したのち、ハーフミラー14で2分割さ
れそれぞれラインセンサ15,16に投影され
る。
In contrast to all of the above-mentioned embodiments in which the measurement optical path is divided into two and a total of two light flux limiters 227 are arranged, one in each measurement optical path, in FIG. This is an example of an optical property measuring device that uses one mask on which two different patterns are formed. Below, in the explanation of this embodiment with reference to FIG. 18,
Components that are the same or equivalent to those in the embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The light beam emitted from the relay lens 10 passes through a mask 20 having a wavelength-selective pattern configured as described below.
After passing through 0, the light is divided into two by a half mirror 14 and projected onto line sensors 15 and 16, respectively.

第19図a〜fは、上記マスク200の構成を
説明する図である。直線パターン310及び31
1は第19e図のような波長選択特性を有してお
り波長λ0を境にλ0より長波長側を透過する薄膜3
12で形成されている。この構成をA−A′断面
図として第19b図に示す。第19b図におい
て、マスク基板313上には、第19e図の特性
をもつ薄膜312が間隙314をもつてコーテイ
ングされている。一方直線パターン315,31
6は第19f図に示すような波長選択特性を有す
る薄膜317で形成されている。この薄膜317
は波長λ0より短波長側を透過する。そして薄膜3
17もマスク基板313上に間隙314をもつて
コーテイングされている。薄膜312と薄膜31
7はマスク基板313上に直交するように間隙3
14の位置を合わせてコーテイングされているた
め、パターン310,311,315,316で
囲まれる部分318は、膜312,317の二層
がコートされるため、まつたく光を透過しない部
分となる。他方間隙314は、まつたくコートさ
れていないため、全域の光を透過することができ
る。なお、コート面とのオプテイカルパスを同一
にするためには314にオプテイカルパス調整用
の屈折物質を入れればよい。
FIGS. 19a to 19f are diagrams illustrating the structure of the mask 200. Straight line patterns 310 and 31
1 is a thin film 3 which has wavelength selection characteristics as shown in Fig. 19e and transmits wavelengths longer than λ 0 with the wavelength λ 0 as the boundary.
It is made up of 12. This configuration is shown in FIG. 19b as a sectional view taken along line A-A'. In FIG. 19b, a thin film 312 having the characteristics shown in FIG. 19e is coated on a mask substrate 313 with a gap 314 in between. On the other hand, straight line patterns 315, 31
6 is formed of a thin film 317 having wavelength selection characteristics as shown in FIG. 19f. This thin film 317
transmits wavelengths shorter than wavelength λ 0 . and thin film 3
17 is also coated on the mask substrate 313 with a gap 314 between them. Thin film 312 and thin film 31
7 is a gap 3 perpendicular to the mask substrate 313.
14, the portion 318 surrounded by the patterns 310, 311, 315, and 316 is coated with two layers of films 312 and 317, and thus becomes a portion that does not transmit light. On the other hand, since the gap 314 is not coated with a glaze, light can pass through the entire area. Note that in order to make the optical path the same as that of the coated surface, a refractive material for optical path adjustment may be inserted into 314.

なお、ここで直線パターン311及び316は
他の直線パターン310,315と区別するため
太さや透過率に差をもたせてあることは前述した
通りである。
Note that, as described above, the linear patterns 311 and 316 have different thicknesses and transmittances to distinguish them from the other linear patterns 310 and 315.

第18図において、第19図eに破線で示した
ような発光波長特性を有する発光光源2aを発光
させると光源2aからの光はハーフミラー3で反
射されたのちリレーレンズ4、ピンホール5、コ
リメータレンズ6、被検レンズ8、及びリレーレ
ンズ10を通つてマスク200、直線パターン3
10,311で示す方向成分の直線パターンを通
過し、この通過光束がハーフミラー14で2分割
されてラインセンサ15,16に投影される。こ
のとき第20図に示すように、ラインセンサ15
によつて直線パターン像310′,311′、ライ
ンセンサ15により検出点e11,e12,e13が検出さ
れ、ラインセンサ16によつて検出点f11,f12
f13が検出される。次に第19f図に破線で示す
ような発光特性を有する発光光源2bへ発光を切
替えると、発光光源2bを射出した光はハーフミ
ラーを通過し、前述と同一の光路を通つて、こん
どはマスク200の直線パターン315,316
で示す方向成分の直線パターンを通過し、この通
過光束がハーフミラー14で2分割されラインセ
ンサ15,16に投影される。そしてラインセン
サ15により検出点e21,e22,e23がラインセンサ
16により検出点f21,f22,f23がそれぞれ検出さ
れる。
In FIG. 18, when the light emitting source 2a having emission wavelength characteristics as shown by the broken line in FIG. The mask 200 and the linear pattern 3 pass through the collimator lens 6, the test lens 8, and the relay lens 10.
The light beam passes through a straight line pattern with direction components indicated by 10 and 311, and this passing light beam is divided into two parts by a half mirror 14 and projected onto line sensors 15 and 16. At this time, as shown in FIG.
The linear pattern images 310', 311' are detected by the line sensor 15, the detection points e 11 , e 12 , e 13 are detected by the line sensor 16, and the detection points f 11 , f 12 ,
f 13 is detected. Next, when the light emission is switched to the light emitting light source 2b having light emitting characteristics as shown by the broken line in FIG. 200 straight line patterns 315, 316
The light beam passes through a straight line pattern with a direction component shown by , and this passing light beam is divided into two parts by a half mirror 14 and projected onto line sensors 15 and 16 . Then, the line sensor 15 detects detection points e 21 , e 22 , and e 23 , and the line sensor 16 detects detection points f 21 , f 22 , and f 23 , respectively.

第21図は上述の多くの実施例が少なくとも2
本の固定的に配置されたラインセンサを使用した
のに対し、1本のラインセンサを検出面内で移動
させることによつて検出する実施例を示す図であ
る。前述の実施と同一もしくは均等の構成要素に
は同一の符号を附して説明を省略する。
FIG. 21 shows that many of the embodiments described above have at least two
FIG. 6 is a diagram showing an embodiment in which detection is performed by moving one line sensor within a detection plane, whereas a line sensor fixedly placed on the book is used. Components that are the same or equivalent to those in the above-described implementation are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.

第1測定光路152内のマスク13bを通過し
た光束は、波長選択的に反射もしくは透過するダ
イクロイツクプリズム210の反射膜211で反
射されラインセンサ212に入射する。ここでラ
インセンサ212はセンサ回転角制御回路213
からの指令信号によつてモータ214によりある
角度にセツトされており、このセツトされた角度
で第1回目の検出をする。つぎに別の角度にライ
ンセンサを回転し第2回目の検出をする。以下同
様に多数の角度位置で検出し、これら検出結果か
らマスク13bの直線パターンの投影像の直線方
程式を算出する。つぎに発光光源を切り替えて、
第2測定光路154内のマスク13aに測定光束
を通過される。マスク13aを通過した光束はダ
イクロイツクプリズム210の反射膜212を透
過して前記と同様にラインセンサ212に入射さ
れ同様の検出をうける。
The light beam that has passed through the mask 13b in the first measurement optical path 152 is reflected by the reflective film 211 of the dichroic prism 210, which selectively reflects or transmits wavelengths, and enters the line sensor 212. Here, the line sensor 212 is connected to the sensor rotation angle control circuit 213.
A certain angle is set by the motor 214 in response to a command signal from the motor 214, and the first detection is performed at this set angle. Next, the line sensor is rotated to a different angle and a second detection is performed. Thereafter, detection is similarly performed at a large number of angular positions, and a linear equation of a projected image of the linear pattern of the mask 13b is calculated from these detection results. Next, switch the light source and
The measurement light beam is passed through the mask 13a in the second measurement optical path 154. The light beam passing through the mask 13a passes through the reflective film 212 of the dichroic prism 210, enters the line sensor 212 in the same manner as described above, and is detected in the same manner.

なお1本のラインセンサを回転するかわりに平
面内を連続的もしくは多段階的に平行移動させて
もよく、また1本のラインセンサを固定し、公知
の光学的イメージローテーターを回転したり、ブ
レンパラレルを連続回転することによつて投影光
束を連続的もしくは多段階的に回転もしくは平行
移動させてもよい。この場合イメージローテータ
ーやブレンパラレルはマスクとラインセンサの間
に配置すべきことは言うまでもない。
Note that instead of rotating one line sensor, it may be moved in parallel within a plane continuously or in multiple steps. Alternatively, one line sensor may be fixed and a known optical image rotator may be rotated, or a blender may be used. By continuously rotating the parallel beam, the projection light beam may be rotated or translated in parallel or continuously or in multiple steps. In this case, it goes without saying that the image rotator and the Blen parallel should be placed between the mask and the line sensor.

またラインセンサのかわりに2次元平面センサ
で検出してもよい。本実施例によれば前述の実施
例よりさらに多くの検出点が検出でき測定精度を
向上させることが出来る。
Further, a two-dimensional plane sensor may be used for detection instead of a line sensor. According to this embodiment, more detection points can be detected than in the previously described embodiments, and measurement accuracy can be improved.

第22図、第23図及び第24図は、本発明の
第7、第8及び第9の実施例を示す図で上述の実
施例において複数の平行な直線パターンからなる
平行直線パターン群を別々のマスク手段上か、あ
るいは互いに波長選択特性を異えて1つのマスク
手段上に、その直線パターン群の配列方向が異な
るようにしたが、そのかわりにただ1つの平行直
線パターン群を1つのマスク手段上に形成し、被
検レンズの後方に該マスク手段を配置し、被検レ
ンズを通過した光束がそれ自身に対し相対的に直
線パターン群の配列方向が少なくとも2カ所で異
なつているように前記被検レンズ通過光束をマス
ク手段に入射させるように構成し、前述の実施例
と同様の作用効果をもたせた実施例である。
FIGS. 22, 23, and 24 are diagrams showing seventh, eighth, and ninth embodiments of the present invention. The straight line pattern groups are arranged in different directions on one mask means, or on one mask means with different wavelength selection characteristics, but instead, only one parallel straight line pattern group is arranged on one mask means. The mask means is formed on the lens to be tested, and the mask means is arranged behind the lens to be tested, so that the light beam passing through the lens to be tested has different arrangement directions of the linear pattern group in at least two places relative to itself. This embodiment is configured so that the light flux passing through the lens to be inspected is incident on the mask means, and has the same effects as the above-mentioned embodiments.

第22図は被検レンズ通過光束に対しマスク手
段を回動させる構成とした実施例を示す図であ
る。
FIG. 22 is a diagram showing an embodiment in which the mask means is rotated with respect to the light beam passing through the lens to be examined.

第22図において、被検レンズ8を通過した光
束はリレーレンズ10を通つてマスク手段に入射
する。ここでマスク手段は、例えば第7a図に示
すマスク13aのように複数の平行な直線パター
ンがその配列方向を1方向のみ有しているマスク
であり、このマスク13aを予め定めた配列方向
になるように光路中に配置させておく。そしてこ
のマスク13aを通過した光束は、前述の実施例
同様ハーフミラー14で2光束に分割され、それ
ぞれラインセンサ15,16に投影され検出され
る。つぎにマスク13aをモータ駆動制御器21
5によつて制御されるパルスモータ216で所定
角だけ測定光軸Oを軸として回転させたのち、再
びこのマスク13aに被検レンズ8からの光束を
入射させ、以下同様にラインセンサ15,16で
検出させる。
In FIG. 22, the light beam that has passed through the test lens 8 passes through the relay lens 10 and enters the mask means. Here, the mask means is a mask in which a plurality of parallel linear patterns are arranged in only one direction, such as a mask 13a shown in FIG. 7a, and this mask 13a is arranged in a predetermined arrangement direction. Place it in the optical path so that it looks like this. The light beam passing through this mask 13a is divided into two light beams by a half mirror 14, as in the previous embodiment, and each of the light beams is projected onto line sensors 15 and 16 and detected. Next, the mask 13a is connected to the motor drive controller 21.
After rotating the measuring optical axis O by a predetermined angle by a pulse motor 216 controlled by a pulse motor 216 controlled by the mask 13a, the light flux from the test lens 8 is made to enter the mask 13a again. Detect it with

第23図は、第22図の実施例が被検レンズ8
通過した光束に対しマスク手段を回動させたのに
対し、マスク手段を固定しておき逆に被検レンズ
通過光束自身を測定光軸Oを回動軸として回動さ
せるように構成した実施例である。そのためには
被検レンズ通過光束を公知のイメージローテータ
ー220等の光束回動手段に入射させ、このイメ
ージローテーターを回転させればよい。被検レン
ズ8を通過した光束はリレーレンズ10を通過
後、予め定められた角度に配置されたイメージロ
ーテーターを通つて回転されたのち、固定配置さ
れているマスク13aを通過し、以下前述の実施
例と同様にラインセンサ15,16で検出され
る。つぎにイメージローテーターを所定角度だけ
回転させ、再び被検レンズ通過光束を通過させ前
回とは異なる角度に光束を回転させて、マスク1
3aに入射させ、これをラインセンサ15,16
で検出させる。
FIG. 23 shows that the embodiment of FIG. 22 is the test lens 8.
An embodiment in which the masking means is rotated with respect to the light beam that has passed therethrough, whereas the masking means is fixed and the light beam passing through the test lens itself is rotated using the measurement optical axis O as the rotational axis. It is. To do this, the light beam passing through the lens to be inspected may be incident on a light beam rotating means such as a known image rotator 220, and this image rotator may be rotated. The light flux that has passed through the test lens 8 passes through the relay lens 10, is rotated through an image rotator placed at a predetermined angle, and then passes through the fixedly placed mask 13a, and is then subjected to the above-described implementation. It is detected by line sensors 15 and 16 as in the example. Next, the image rotator is rotated by a predetermined angle, and the light beam passing through the test lens is rotated to a different angle than the previous time, and the mask 1 is rotated.
3a and send it to the line sensors 15, 16.
Detect it with

上述の第8、第9実施例のようにマスク手段あ
るいはイメージローテーターを回動させる機構が
可動要素であるがゆえに測定精度の低下をまねく
という不安が懸念されるのであれば、以下第24
図で示す第9実施例のように装置を構成すれば解
決される。被検レンズ8の後方には協同して入射
光束をリレーする第1のリレーレンズ10cと第
2のリレーレンズ10dが配置されている。リレ
ーレンズ10cとリレーレンズ10dとの間には
入射する光束の波長により選択的に反射もしくは
透過させる2つのダイクロイツクプリズム22
3,224と反射ミラー221,222とが図示
するように配置され、リレーレンズ10c、ダイ
クロイツクプリズム223、反射ミラー221、
ダイクロイツクプリズム224、リレーレンズ1
0dで第1測定光路225を構成するこの第1測
定光路には光路長補正レンズ227が配置されて
いる。リレーレンズ10c、ダイクロイツクプリ
ズム223、反射ミラー222、ダイクロイツク
プリズム224、リレーレンズ10dで第2測定
光路226を構成する。第2測定光路226の反
射ミラー222とダイクロイツクプリズム224
の間には予め定めた角度だけ測定光軸Oを回転軸
としてその反射面220aを回転させたイメージ
ローテーター220を固定配置されている。
If there is a concern that the mechanism for rotating the mask means or the image rotator is a movable element as in the eighth and ninth embodiments described above, which may lead to a decrease in measurement accuracy, the following 24th embodiment is applicable.
This problem can be solved by configuring the device as in the ninth embodiment shown in the figure. A first relay lens 10c and a second relay lens 10d which cooperate to relay the incident light flux are arranged behind the test lens 8. Between the relay lens 10c and the relay lens 10d are two dichroic prisms 22 that selectively reflect or transmit the incident light depending on its wavelength.
3, 224 and reflecting mirrors 221, 222 are arranged as shown in the figure, and the relay lens 10c, the dichroic prism 223, the reflecting mirror 221,
Dichroic prism 224, relay lens 1
An optical path length correction lens 227 is arranged in this first measurement optical path, which constitutes a first measurement optical path 225 at 0d. A second measurement optical path 226 is composed of the relay lens 10c, the dichroic prism 223, the reflecting mirror 222, the dichroic prism 224, and the relay lens 10d. Reflection mirror 222 and dichroic prism 224 of second measurement optical path 226
An image rotator 220 whose reflective surface 220a is rotated by a predetermined angle about the measurement optical axis O as a rotation axis is fixedly disposed between the two.

まず光源2bを射出した光束は、ダイクロイツ
クプリズム3を透過して被検レンズ8を通過後リ
レーレンズ10cに入射する。リレーレンズ10
cを射出した光束はプリズム223を通過して、
前述の第1光路225を通んでマスク13aに入
射し、マスク13aを射出した光束はラインセン
サ15,16で検出される。次に光源2bと発光
波長の異なる光源2aに発光を切り替える。光源
2aを射出した光束はプリズム3で反射され被検
レンズ8に入射する。被検レンズ8を射出した光
束は、リレーレンズ10cを通り、こんどはプリ
ズム223で反射され前述の第2測光光路226
を進んでマスク13aに入射する。ここでマスク
13aに入射する光束はイメージローテーター2
20の作用により所定角回転されてマスク13a
へ入射する。その後マスク13aを射出した光束
は上述と同様にラインセンサ15,16で検出さ
れる。
First, the light beam emitted from the light source 2b passes through the dichroic prism 3, passes through the test lens 8, and then enters the relay lens 10c. relay lens 10
The light beam emitted from c passes through the prism 223,
The light beam entering the mask 13a through the first optical path 225 and exiting the mask 13a is detected by the line sensors 15 and 16. Next, the light emission is switched to the light source 2a having a different emission wavelength from the light source 2b. The light beam emitted from the light source 2a is reflected by the prism 3 and enters the lens 8 to be tested. The light beam emitted from the test lens 8 passes through the relay lens 10c, is reflected by the prism 223, and is directed to the aforementioned second photometric optical path 226.
and enters the mask 13a. Here, the light flux incident on the mask 13a is transmitted to the image rotator 2.
The mask 13a is rotated by a predetermined angle by the action of the mask 13a.
incident on the Thereafter, the light flux emitted from the mask 13a is detected by the line sensors 15 and 16 in the same manner as described above.

以上述べた全ての実施例においてラインセンサ
としてCCDを例として説明したが、本発明にい
うラインセンサはCCDに限定されるものでなく、
撮像管を利用する光電的走査も、光電発光素子を
もちいこれを機械的もしくは光学的に直線上に走
査させることも本発明にいうラインセンサの概念
にふくまれるものである。
In all the embodiments described above, a CCD was used as an example of a line sensor, but the line sensor according to the present invention is not limited to a CCD.
Photoelectric scanning using an image pickup tube and mechanically or optically scanning a photoelectric light emitting device in a straight line are also included in the concept of a line sensor according to the present invention.

また、本発明は各実施例の構成のそれのみに限
定されるものでなく、各々の実施例を適時必要に
応じて組み合せることも、また各実施例の構成要
素をその均等物で置換することも、本出願人が記
載した特許請求の範囲内においてその権利範囲内
に含まれることは言うまでもない。
Furthermore, the present invention is not limited to the configuration of each embodiment, and the embodiments may be combined as needed, or the constituent elements of each embodiment may be replaced with their equivalents. It goes without saying that this is also included within the scope of rights within the scope of the claims written by the applicant.

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

第1図及び第2図は本発明の原理を示す投影系
の斜視図、第3図a,b,cは本発明によつて光
学特性が測定できることを示すマスクパターンの
投影とラインセンサの関係を示す概略図、第4図
は直交座標系と斜交座標系の関係を示す図、第5
図はマスクパターンと仮想平行四辺形の関係を示
す図、第6図は本発明の一実施例を示す光学系の
概略図、第7図a,bはマスクパターンの一例を
示す正面図、第8図はラインセンサ上へのマスク
パターンの投影とその検出状態を示す概略図、第
9図A〜Mはラインセンサによる検出出力及び座
標値との関係を示すタイミングチヤート図、第1
0図はラインセンサによる検出出力から座標値を
決定する方法を示すラインセンサの素子配列図、
第11図、第12図及び第13図は本発明の原理
による測定を説明するための概略図、第14図は
演算回路の一例を示すブロツク図、第15図は本
発明の第2の実施例を示す光学系の概略図、第1
6図は本発明の第3の実施例によるラインセンサ
の配列を示す図、第17図は本発明の第4の実施
例を示す光学系の一部概略図、第18図は本発明
の第5の実施例を示す光学系の概略図、第19図
a〜fは第5実施例によるマスクの構成を示す
図、第20図は第5実施例におけるラインセンサ
とマスクパターン像の関係を示す図、第21図は
第6の実施例を示す光学系の一部概略図、第22
図は第7の実施例を示す光学配置図、第23図は
第8の実施例を示す光学配置図、第24図は第9
の実施例を示す光学配置図。2,2a,2b……
光源、6……コリメータレンズ、8……被検レン
ズ、13a,13b,200……光束制限マス
ク、D……検出面、10……リレーレンズ、14
……ハーフミラー、15,16……ラインセン
サ、220……イメージローテーター。
Figures 1 and 2 are perspective views of a projection system showing the principle of the present invention, and Figures 3 a, b, and c show the relationship between the projection of a mask pattern and the line sensor, showing that optical characteristics can be measured by the present invention. 4 is a schematic diagram showing the relationship between the orthogonal coordinate system and the oblique coordinate system.
6 is a schematic diagram of an optical system showing an embodiment of the present invention. FIGS. 7a and 7b are front views showing an example of a mask pattern. 8 is a schematic diagram showing the projection of the mask pattern onto the line sensor and its detection state; FIGS. 9A to 9M are timing chart diagrams showing the relationship between the detection output by the line sensor and coordinate values;
Figure 0 is an element arrangement diagram of the line sensor showing a method of determining coordinate values from the detection output of the line sensor.
11, 12, and 13 are schematic diagrams for explaining measurement according to the principle of the present invention, FIG. 14 is a block diagram showing an example of an arithmetic circuit, and FIG. 15 is a second embodiment of the present invention. Schematic diagram of an optical system showing an example, 1st
6 is a diagram showing an arrangement of line sensors according to a third embodiment of the present invention, FIG. 17 is a partial schematic diagram of an optical system according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 18 is a diagram showing an arrangement of line sensors according to a third embodiment of the present invention. 19A to 19F are diagrams showing the configuration of a mask according to the fifth embodiment, and FIG. 20 shows the relationship between the line sensor and the mask pattern image in the fifth embodiment. 21 is a partial schematic diagram of the optical system showing the sixth embodiment, and FIG.
The figure is an optical layout diagram showing the seventh embodiment, FIG. 23 is an optical layout diagram showing the eighth embodiment, and FIG. 24 is an optical layout diagram showing the ninth embodiment.
FIG. 3 is an optical layout diagram showing an example. 2, 2a, 2b...
Light source, 6... Collimator lens, 8... Test lens, 13a, 13b, 200... Luminous flux limiting mask, D... Detection surface, 10... Relay lens, 14
...Half mirror, 15, 16...Line sensor, 220...Image rotator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 光源からの光を平行光束とするコリメータ手
段と、該コリメータ手段からの光束の一部を通過
させるマスク手段と、該コリメータ手段と該マス
ク手段の間に被検光学系を保持する保持手段と、
該マスク手段を通過した光束を検出する検出手段
と、該検出結果から、前記被検光学系の光学特性
を演算する演算装置とを有する光学系の光学特性
測定装置において、 前記被検光学系からの光束を少なくとも2光路
に分割する第1光路分割手段と、該第1光路分割
手段によつて分割された光路のそれぞれには少な
くとも2本の平行な直線パターンを有する前記マ
スク手段が、少なくとも1枚ずつ、互いの該直線
パターンの配列方向が異なるように配置されてな
ることを特徴とする光学系の光学特性測定装置。 2 特許請求の範囲第1項において、前記マスク
手段のそれぞれの後方には該マスク手段を通過し
た光束を少なくとも2分割する第2光路分割手段
が配置され、この第2光路分割手段で分割された
少なくとも2つの光束を少なくとも2つの前記検
出手段にそれぞれ入射させることを特徴とする光
学系の光学特性測定装置。 3 特許請求の範囲第1項もしくは第2項におい
て、前記検出手段は光情報を直線状に走査して検
出する少なくとも2本のラインセンサであること
を特徴とする光学系の光学特性測定装置。 4 特許請求の範囲第3項において前記ラインセ
ンサはCCDからなることを特徴とする光学系の
光学特性測定装置。 5 特許請求の範囲第3項もしくは第4項におい
て前記ラインセンサは前記被検光学系と前記第1
光路分割手段の間に配置されたリレー光学系によ
つて作られる、前記ラインセンサと光学的に共役
な検出面内で少なくとも2本互いに交差するよう
に配置されてなることを特徴とする光学系の光学
特性測定装置。 6 特許請求の範囲第3項もしくは4項において
前記ラインセンサは前記被検光学系と前記第1光
路分割手段との間に配置されたリレー光学系によ
つて作られる前記ラインセンサと光学的に共役な
検出面内で互いに平行になるように配置されてな
ることを特徴とする光学系の光学特性測定装置。 7 特許請求の範囲第1項において、前記検出手
段は二次元センサであることを特徴とする光学系
の光学特性測定装置。 8 特許請求の範囲第1項ないし第6項いずれか
において、前記光源は発光波長が互いに異なる少
なくとも2つの光源からなり、前記第1光路分割
手段は、該光源からの光を波長選択的に反射もし
くは透過することを特徴とする光学系の光学特性
測定装置。 9 特許請求の範囲第1項ないし第6項いずれか
において、前記第1光路分割手段により分割され
た少なくとも2つの光路のそれぞれには、相反し
て交互に光束を遮断する遮光手段を有してなるこ
とを特徴とする光学系の光学特性測定装置。 10 特許請求の範囲第1項ないし第9項のいず
れかにおいて、前記演算装置は前記検出手段の検
出結果から前記直線パターン投影像の直線方程式
を算出し、この方程式から投影像の傾きとピツチ
の変化をもとめることにより前記被検光学系の光
学特性をもとめることを特徴とする光学系の光学
特性測定装置。 11 特許請求の範囲第1項ないし第10項のい
ずれかにおいて、前記演算装置は前記直線パター
ン投影像の前記検出器により検出された検出器上
の位置から仮想平行四辺形を作り、該仮想平行辺
形の被検光学系が測定光路内に存在しない場合と
存在する場合の変化から被検光学系の光学特性を
演算することを特徴とする光学系の光学特性測定
装置。 12 特許請求の範囲第1項ないし第11項いず
れかにおいて、前記マスク手段の直線パターン群
のうち少なくとも1本の直線パターンは他の直線
パターンと、その太さもしくは光透過特性を異に
することを特徴とする光学系の光学特性測定装
置。 13 光源からの光を平行光束とするコリメータ
手段と、該コリメータ手段からの光束の一部を通
過させるマスク手段と、該コリメータ手段と該マ
スク手段の間に被検光学系を保持する保持手段
と、該マスク手段を通過した光束を検出する検出
手段と、該検出結果から前記被検光学系の光学特
性を演算する演算装置とを有する光学系の光学特
性測定装置において、 前記光源は互いに発光波長の異なる少なくとも
2つの光源からなり、前記マスク手段には少なく
とも2本の平行な直線パターンからなる平行直線
群パターンが少なくとも2組、その直線パターン
の配列方向を異にするように配列しており、かつ
該平行直線群パターンの波長透過特性を互いに異
なるように構成されており、前記マスク手段の後
方には該マスク手段を通過した光束を少なくとも
2分割する光路分割手段が配置されており、該光
路分割手段で分割された少なくとも2つの光束を
それぞれ前記検出手段に入射させることを特徴と
する光学系の光学特性測定装置。 14 特許請求の範囲第13項において、前記平
行直線群パターンの少なくとも1本の直線パター
ンは他の直線パターンに対し、その太さもしくは
透過率を異にすることを特徴とする光学系の光学
特性測定装置。 15 特許請求の範囲第13項もしくは第14項
において、前記検出手段は、光情報を直線状に走
査して検出する少なくとも2本のラインセンサで
あることを特徴とする光学系の光学特性測定装
置。 16 特許請求の範囲第13項ないし第15項の
いずれかにおいて、前記検出手段は、前記直線パ
ターンのそれぞれの投影像上の少なくとも2点を
検出し、該検出結果から前記直線パターン投影像
の直線方程式を算出し、この方程式から投影像の
傾きとピツチの変化をもとめることにより前記被
検光学系の光学特性をもとめることを特徴とする
光学系の光学特性測定装置。 17 特許請求の範囲第15項において、前記演
算装置は前記直線パターン投影像の前記検出器に
より検出された検出器上の位置より仮想平行四辺
形を作り、該仮想平行四辺形の被検光学系が測定
光路内に存在しない場合と存在する場合の変化か
ら被検光学系の光学特性を演算することを特徴と
する光学系の光学特性測定装置。 18 光源からの光を平行光束とするコリメータ
手段と、該コリメータ手段からの光束の一部を通
過させるマスク手段と、該コリメータ手段と該マ
スク手段の間に被検光学系を保持する保持手段
と、該マスク手段を通過した光束を検出する検出
手段と、該検出結果から前記被検光学系の光学特
性を演算する演算装置とを有する光学系の光学特
性測定装置において、 前記被検光学系を射出した光束と、前記マスク
手段とを相対的に測定光軸を軸として回動させる
回動手段を有し、かつ前記マスク手段は少なくと
も2本の平行な直線パターンを有してなることを
特徴とする光学系の光学特性測定装置。 19 特許請求の範囲第18項において、前記回
動手段は、前記マスク手段を回動させる回動手段
であることを特徴とする光学系の光学特性測定装
置。 20 特許請求の範囲第18項において、前記回
動手段は前記被検光学系を射出した光束を光学的
に回動させる光束回動手段であることを特徴とす
る光学系の光学特性測定装置。 21 特許請求の範囲第20項において、前記被
検光学系を射出した光束を少なくとも2光路に分
割入射させ、少なくとも一方の光路には前記光束
回動手段を配したことを特徴とする光学系の光学
特性測定装置。 22 特許請求の範囲第18項ないし第21項の
いずれかにおいて、前記平行直線群パターンの少
なくとも1本の直線パターンは他の直線パターン
に対し、その太さもしくは透過率を異にすること
を特徴とする光学系の光学特性測定装置。 23 特許請求の範囲第18項ないし第22項の
いずれかにおいて、前記検出手段は光情報を直線
状に走査して検出する少なくとも2本のラインセ
ンサであることを特徴とする光学系の光学特性測
定装置。 24 特許請求の範囲第18項ないし第23項の
いずれかにおいて、前記検出手段は前記直線パタ
ーンのそれぞれの投影像上の少なくとも2点を検
出し、該検出結果から前記直線パターン投影像の
直線方程式を算出し、この方程式から投影像の傾
きとピツチの変化をもとめることにより前記被検
光学系の光学特性をもとめることを特徴とする光
学系の光学特性測定装置。 25 特許請求の範囲第23項において、前記演
算装置は前記直線パターン投影像の前記検出器に
より検出された検出器上の位置から仮想平行四辺
形を作り、該仮想平行四辺形の被検光学系が測定
光路内に存在しない場合と存在する場合の変化か
ら被検光学系の光学特性を演算することを特徴と
する光学系の光学特性測定装置。
[Scope of Claims] 1. Collimator means for converting light from a light source into a parallel light beam, mask means for passing a part of the light beam from the collimator means, and a test optical system between the collimator means and the mask means. a retaining means for retaining the
An optical characteristic measuring device for an optical system, comprising: a detection means for detecting a light flux passing through the mask means; and an arithmetic device for calculating optical characteristics of the optical system to be tested from the detection result; a first optical path splitting means for splitting a light beam into at least two optical paths; and the masking means having at least two parallel straight line patterns on each of the optical paths split by the first optical path splitting means. 1. An optical characteristic measuring device for an optical system, characterized in that each sheet is arranged such that the linear patterns are arranged in different directions. 2. In claim 1, second optical path splitting means is disposed behind each of the masking means to divide the light beam passing through the masking means into at least two parts, and the second optical path splitting means splits the light beam into at least two parts. An optical characteristic measuring device for an optical system, characterized in that at least two light beams are made incident on at least two of the detection means, respectively. 3. An optical characteristic measuring device for an optical system according to claim 1 or 2, wherein the detection means is at least two line sensors that linearly scan and detect optical information. 4. The optical characteristic measuring device for an optical system according to claim 3, wherein the line sensor is composed of a CCD. 5 In claim 3 or 4, the line sensor is connected to the test optical system and the first
An optical system formed by a relay optical system disposed between optical path splitting means, wherein at least two optical systems are arranged so as to intersect with each other within a detection plane that is optically conjugate with the line sensor. Optical property measuring device. 6. In claim 3 or 4, the line sensor is optically connected to the line sensor formed by a relay optical system disposed between the test optical system and the first optical path splitting means. 1. An optical characteristic measuring device for an optical system, characterized in that the devices are arranged parallel to each other within a conjugate detection plane. 7. The optical characteristic measuring device for an optical system according to claim 1, wherein the detection means is a two-dimensional sensor. 8. In any one of claims 1 to 6, the light source includes at least two light sources with different emission wavelengths, and the first optical path splitting means wavelength-selectively reflects the light from the light source. Or an optical characteristic measuring device for an optical system characterized by transmission. 9. In any one of claims 1 to 6, each of the at least two optical paths divided by the first optical path dividing means includes a light shielding means for alternately and contradictoryly blocking the light beams. An optical characteristic measuring device for an optical system, characterized in that: 10 In any one of claims 1 to 9, the arithmetic device calculates a linear equation of the straight line pattern projected image from the detection result of the detection means, and calculates the inclination and pitch of the projected image from this equation. An apparatus for measuring optical characteristics of an optical system, characterized in that the optical characteristics of the optical system to be tested are determined by determining changes. 11. In any one of claims 1 to 10, the arithmetic device creates a virtual parallelogram from a position on the detector detected by the detector of the linear pattern projected image, and 1. An optical characteristic measuring device for an optical system, characterized in that the optical characteristics of a test optical system are calculated from changes when a rectangular test optical system does not exist in a measurement optical path and when it does exist. 12. In any one of claims 1 to 11, at least one straight line pattern of the group of straight line patterns of the mask means has a thickness or a light transmission characteristic different from other straight line patterns. An optical characteristic measuring device for an optical system, characterized by: 13 Collimator means for collimating the light from the light source, mask means for allowing part of the light beam from the collimator means to pass through, and holding means for holding the optical system to be tested between the collimator means and the mask means. , an optical characteristic measuring device for an optical system, comprising: a detection means for detecting a light beam passing through the mask means; and an arithmetic device for calculating optical characteristics of the optical system to be tested from the detection result, wherein the light sources have emission wavelengths different from each other. at least two sets of parallel straight line group patterns each consisting of at least two parallel straight line patterns are arranged in the mask means such that the straight line patterns are arranged in different directions; The wavelength transmission characteristics of the parallel straight line group patterns are configured to be different from each other, and an optical path dividing means for dividing the light beam passing through the masking means into at least two is disposed behind the masking means, What is claimed is: 1. An optical characteristic measuring device for an optical system, characterized in that at least two light beams divided by a dividing means are respectively made incident on the detecting means. 14. The optical characteristic of the optical system according to claim 13, wherein at least one straight line pattern of the parallel straight line group patterns has a different thickness or transmittance from other straight line patterns. measuring device. 15. The optical characteristic measuring device for an optical system according to claim 13 or 14, wherein the detection means is at least two line sensors that linearly scan and detect optical information. . 16. In any one of claims 13 to 15, the detection means detects at least two points on each projected image of the linear pattern, and determines the straight line of the projected linear pattern based on the detection results. An apparatus for measuring optical characteristics of an optical system, characterized in that the optical characteristics of the optical system to be tested are determined by calculating an equation and determining changes in the inclination and pitch of a projected image from this equation. 17 In claim 15, the arithmetic device creates a virtual parallelogram from the position of the straight line pattern projected image on the detector detected by the detector, and creates a virtual parallelogram in the optical system under test of the virtual parallelogram. What is claimed is: 1. An optical characteristic measuring device for an optical system, characterized in that the optical characteristics of an optical system to be measured are calculated based on the change in the case where the optical system does not exist in the measurement optical path and when the optical system exists. 18 Collimator means for collimating the light from the light source, mask means for allowing part of the light beam from the collimator means to pass through, and holding means for holding the optical system to be tested between the collimator means and the mask means. , an optical characteristic measuring device for an optical system, comprising: a detection means for detecting a light beam passing through the mask means; and an arithmetic device for calculating optical characteristics of the optical system to be tested from the detection result. It has a rotating means for rotating the emitted light beam and the mask means relative to each other about a measurement optical axis, and the mask means has at least two parallel linear patterns. Optical property measuring device for optical systems. 19. The optical characteristic measuring device for an optical system according to claim 18, wherein the rotating means is a rotating means for rotating the mask means. 20. The optical characteristic measuring device for an optical system according to claim 18, wherein the rotating means is a light beam rotating means for optically rotating the light beam emitted from the optical system to be tested. 21. The optical system according to claim 20, characterized in that the light beam emitted from the optical system to be tested is split into at least two optical paths, and the light beam rotating means is disposed in at least one of the optical paths. Optical property measuring device. 22. According to any one of claims 18 to 21, at least one straight line pattern of the parallel straight line group patterns has a different thickness or transmittance from other straight line patterns. Optical property measuring device for optical systems. 23. The optical characteristic of the optical system according to any one of claims 18 to 22, wherein the detection means is at least two line sensors that linearly scan and detect optical information. measuring device. 24. In any one of claims 18 to 23, the detection means detects at least two points on each projected image of the straight line pattern, and determines the linear equation of the projected straight line pattern from the detection results. An apparatus for measuring optical characteristics of an optical system, characterized in that the optical characteristics of the optical system to be tested are determined by calculating the equation and determining changes in the inclination and pitch of a projected image from this equation. 25 In claim 23, the arithmetic device creates a virtual parallelogram from a position on the detector detected by the detector of the linear pattern projection image, and generates a virtual parallelogram in the optical system under test of the virtual parallelogram. What is claimed is: 1. An optical characteristic measuring device for an optical system, characterized in that the optical characteristics of an optical system to be measured are calculated based on the change in the case where .
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