JPH0458130A - Method and device for measuring eccentricity of lens surface - Google Patents
Method and device for measuring eccentricity of lens surfaceInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、レーザプリンタ等に使用される縦方向と横方
向の曲率が異なるトロイダル面を含む、光学レンズの偏
心量を測定する方法及び装置に関するものであり、レン
ズ組立中におけるレンズ軸合わせ装置、検査装置等に適
用することができるものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method and apparatus for measuring the eccentricity of an optical lens including a toroidal surface with different curvatures in the vertical and horizontal directions used in laser printers, etc. It is applicable to a lens alignment device, an inspection device, etc. during lens assembly.
[従来の技術]
従来、レンズ偏心量の測定装置としては、(1)、コリ
メータレンズによる指標像を、被測定レンズの各測定面
のみかけの曲率中心に投影し、測定基準軸を中心に被測
定レンズを回転し、この測定基準軸に対するフレ量から
各面の偏心量を知ることができる、レンズ回転法や、(
2)、被測定レンズを固定し、指標を投影するコリメー
タ系に設けたコーナーキューブを移動調整し、指標の像
位置を変えて、(1)と同様に偏心量の測定ができる、
ツァイス方式や、(1)のレンズ回転法の改良である、
コリメータ系と被測定レンズとの間に、回動しうるイメ
ージローテータを設け、被測定レンズを固定して偏心量
を測定できる、イメージローテータ方式が公知である。[Prior Art] Conventionally, as a device for measuring the amount of lens eccentricity, (1) an index image by a collimator lens is projected onto the apparent center of curvature of each measurement surface of the lens to be measured, and the target image is projected around the measurement reference axis. The lens rotation method (
2) The amount of eccentricity can be measured in the same way as in (1) by fixing the lens to be measured, moving and adjusting the corner cube provided in the collimator system that projects the index, and changing the image position of the index.
This is an improvement on the Zeiss method and the lens rotation method in (1).
An image rotator system is known in which a rotatable image rotator is provided between a collimator system and a lens to be measured, and the amount of eccentricity can be measured by fixing the lens to be measured.
(2)のツアイス方式は、ビームスプリッタを透過反射
する回数が多く、光量が極端に減少するため、現場にお
いて、(すまたは(3)の方法が採用されている。In the Zeiss method (2), the number of times of transmission and reflection through the beam splitter is large, and the amount of light is extremely reduced, so the method (2) or (3) is adopted in the field.
〔発明が解決しようとする課題]
公知のレンズ偏心量の測定においては、被測定レンズの
レンズ面が球面の場合に適するものであり、トロイダル
面(トーリック面)、シリンドリカル面を含んだ被測定
レンズを対象とする場合において、レンズ面の偏心量を
測定することは難しい。[Problems to be Solved by the Invention] In the known measurement of the amount of lens eccentricity, it is suitable when the lens surface of the lens to be measured is a spherical surface, and the lens to be measured includes a toroidal surface (toric surface) and a cylindrical surface. It is difficult to measure the amount of eccentricity of the lens surface when the target is .
本発明は、トロイダル面やシリンドリカル面を含んだレ
ンズについて、レンズ面の偏心量を測定するに適した方
法及び装置を提供することを目的とし、且つ、その偏心
量を精度良く、容易に、しかも自動的に測定を可能にす
る方法及び装置を提供するものである。An object of the present invention is to provide a method and apparatus suitable for measuring the amount of eccentricity of a lens surface with respect to a lens including a toroidal surface or a cylindrical surface, and to easily and accurately measure the amount of eccentricity. A method and apparatus are provided that allow automatic measurements.
(課題を解決するための手段〕
本発明は、前記目的を達成するために、トロイダル面を
含む被測定レンズにおけるレンズ面の反射光像の位置を
計測し、偏心量を算出するレンズ面の偏心測定方法にお
いて、対物レンズはX軸方向に移動調整可能のステージ
に載置し、被測定レンズは回転ステージに載置し、被測
定レンズの各レンズ面毎に被測定レンズを適宜の角度回
動させ、一方向における被測定レンズのレンズ面の変化
する見掛けの曲率中心位置に、指標を合焦するように対
物レンズを移動して、その反射像を二次元センサ上の座
標位置に基づき、マイクロコンピュータにより被測定レ
ンズのレンズ面の偏心量を測定することを特徴とするも
のである。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above-mentioned object, the present invention measures the position of the reflected light image of the lens surface in a lens to be measured including a toroidal surface, and calculates the amount of eccentricity of the lens surface. In the measurement method, the objective lens is placed on a stage that can be moved and adjusted in the X-axis direction, the lens to be measured is placed on a rotation stage, and the lens to be measured is rotated at an appropriate angle for each lens surface of the lens to be measured. The objective lens is moved to focus the index on the changing apparent center of curvature of the lens surface of the lens to be measured in one direction, and the reflected image is measured based on the coordinate position on the two-dimensional sensor. This method is characterized in that the amount of eccentricity of the lens surface of the lens to be measured is measured by a computer.
また、本発明は、トロイダル面を含む被測定レンズにお
けるレンズ面の反射光像の位置を計測し、偏心量を算出
するレンズ面の偏心測定装置において、指標を被測定レ
ンズのみかけの曲率中心に焦点を合致させるように、X
軸方向に移動調整可能のステージに載置された対物レン
ズと、被測定レンズを載置し、所定の角度づつ回動させ
ることができる回転ステージと、被測定レンズのレンズ
面からの反射像の位置を検知する二次元センサとからな
り、マイクロコンピュータにより被測定レンズのレンズ
面の偏心量を測定することを特徴とするものである。The present invention also provides a lens surface eccentricity measuring device that measures the position of a reflected light image on a lens surface including a toroidal surface and calculates the amount of eccentricity, in which an index is set at the apparent center of curvature of the lens to be measured. X to match the focus
An objective lens placed on a stage that can be adjusted to move in the axial direction, a rotary stage on which the lens to be measured is placed and can be rotated by a predetermined angle, and an image of the reflected image from the lens surface of the lens to be measured. It consists of a two-dimensional sensor that detects the position, and is characterized in that the amount of eccentricity of the lens surface of the lens to be measured is measured by a microcomputer.
本発明の構成により、トロイダル面については被測定レ
ンズを回転ステージにより90度づつ回転させ、指標を
対物レンズを調整して、みかけの曲率中心に結像させ、
その反射光像を二次元センサ上に結像し、反射光像の位
置から縦方向、横方向の偏心量を容易に測定することが
できる。According to the configuration of the present invention, for a toroidal surface, the lens to be measured is rotated by 90 degrees using a rotation stage, and the index is imaged at the apparent center of curvature by adjusting the objective lens.
The reflected light image is formed on a two-dimensional sensor, and the eccentricity in the vertical and horizontal directions can be easily measured from the position of the reflected light image.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第1図には、本発明の実施例となる構成図が示されてい
る。FIG. 1 shows a configuration diagram of an embodiment of the present invention.
測定軸X−X上には、ハーフミラ−3が配置され、ラン
プ1で照明された、第2図に示されるスリット状の開口
2Aを設けた指標2は、ハーフミラ−3を介して、測定
軸x−X上のコリメータレンズ4、対物レンズ5、ミラ
ー6により、被測定レンズ7のレンズ面7I 、7□
、73・・・に投影されるように構成される。A half mirror 3 is arranged on the measurement axis XX, and the index 2 provided with the slit-shaped opening 2A shown in FIG. The collimator lens 4, objective lens 5, and mirror 6 on
, 73...
被測定レンズ7は、回転パルスステージ9に載置されて
おり、トロイダル面等の偏心量の測定においては、90
度間隔で360度回転し、球面の場合には、例えば、1
20度間隔で360度回転して測定することができる。The lens to be measured 7 is placed on a rotating pulse stage 9, and when measuring the amount of eccentricity of a toroidal surface, etc.
It rotates 360 degrees in degree intervals, and in the case of a spherical surface, for example, 1
Measurement can be performed by rotating 360 degrees at 20 degree intervals.
対物レンズ5は、指標2の像を被測定レンズ7の測定レ
ンズ面のみかけの曲率中心に結ばせるために、対物レン
ズ5を測定軸X−X方向に移動させることができるX軸
パルスステージ10に載置されている。The objective lens 5 includes an X-axis pulse stage 10 that can move the objective lens 5 in the measurement axis XX direction in order to focus the image of the index 2 on the apparent center of curvature of the measurement lens surface of the lens 7 to be measured. It is placed on.
測定軸X−x上のハーフミラ−3の反対位置には、被測
定レンズ7の測定レンズ面から反射した指標像を検知す
る、二次元センサ8が配置されている。At a position opposite to the half mirror 3 on the measurement axis X-x, a two-dimensional sensor 8 is arranged to detect an index image reflected from the measurement lens surface of the lens 7 to be measured.
前記回転パルスステージ9とX軸パルスステージ10の
駆動は、マイクロコンピュータ12に接続されたコント
ローラ13により制御される。The rotation pulse stage 9 and the X-axis pulse stage 10 are driven by a controller 13 connected to a microcomputer 12.
また、二次元センサ8は、A/D変換装置11を経てマ
イクロコンピュータ12に接続されている。Furthermore, the two-dimensional sensor 8 is connected to a microcomputer 12 via an A/D converter 11.
ところで、第4図に示す被測定レンズ7の第1面である
トロイダル面71の偏心量の測定方法について説明する
。By the way, a method for measuring the amount of eccentricity of the toroidal surface 71, which is the first surface of the lens 7 to be measured shown in FIG. 4, will be explained.
第1図における回転パルスステージ9には、レンズ面7
I 、7□ 、73・・・を備えた被測定レンズ7が支
承され、トロイダル面7.は、縦(垂直)方向と横(水
平)方向の各みかけの曲率中心が相違するので、先ず、
トロイダル面71の縦(垂直)方向のみかけの曲率中心
P。1に対物レンズ5の焦点が合うように、マイクロコ
ンピュータ12、コントローラ13によって、X軸パル
スステージIOは対物レンズ5を移動する。The rotating pulse stage 9 in FIG.
A lens to be measured 7 having a toroidal surface 7.I, 7□, 73... is supported. First, since the apparent centers of curvature in the vertical (vertical) direction and the horizontal (horizontal) direction are different,
The apparent center of curvature P of the toroidal surface 71 in the longitudinal (vertical) direction. The X-axis pulse stage IO moves the objective lens 5 by the microcomputer 12 and controller 13 so that the objective lens 5 is focused on
対物レンズ5の焦点が調整され、スリット状の開口2A
の指標2が縦(垂直)方向のみかけの曲率中心P。Iに
結像されると共に、その際のトロイダル面7□からの反
射光像は、ミラー6から対物レンズ5、コリメータレン
ズ4を戻り、ハーフミラ−3を透過して二次元センサ8
上に光像Pl+として結像する。The focus of the objective lens 5 is adjusted, and a slit-shaped aperture 2A is formed.
Index 2 is the apparent center of curvature P in the vertical (vertical) direction. At the same time, the reflected light image from the toroidal surface 7□ returns from the mirror 6 through the objective lens 5 and the collimator lens 4, passes through the half mirror 3, and is sent to the two-dimensional sensor 8.
An optical image Pl+ is formed thereon.
この光像Pl+の位置は、二次元センサ8上において、
A/D変tA装置11、マイクロコンピュータ12によ
って座標位置a1として表示される。The position of this optical image Pl+ on the two-dimensional sensor 8 is
The A/D converter tA device 11 and microcomputer 12 display the coordinate position a1.
次に、被測定レンズ7は、マイクロコンピュク12、コ
ントローラ13によって、回転パルスステージ9は90
度回転され、被測定レンズ7のトロイダル面7Iは縦方
向から横方向に設定される。Next, the lens 7 to be measured is controlled by the microcomputer 12 and the controller 13, and the rotating pulse stage 9 is
The toroidal surface 7I of the lens 7 to be measured is set from the vertical direction to the horizontal direction.
そして、トロイダル面71の横(水平)方向のみかけの
曲率中心PO2に対物レンズ5の焦点が合うように、前
述の場合と同様に、マイクロコンピュータ12、コント
ローラ13によって、X軸パルスステージ10は対物レ
ンズ5を移動し、その反射光像は、二次元センサ8上に
光像P1□を結像する。この光像PI2の位置は、二次
元センサ8上で座標位置a2で表される。Then, as in the case described above, the X-axis pulse stage 10 is controlled by the microcomputer 12 and the controller 13 so that the objective lens 5 is focused on the apparent center of curvature PO2 in the lateral (horizontal) direction of the toroidal surface 71. The lens 5 is moved, and the reflected light image forms a light image P1□ on the two-dimensional sensor 8. The position of this optical image PI2 is represented on the two-dimensional sensor 8 by a coordinate position a2.
更に、被測定レンズ7は、90度回転して横方向から縦
方向に回動し、最初のトロイダル面7゜の縦(垂直)方
向の位置から180度回転して、指標2を継(垂直)方
向のみかけの曲率中心P。3に結像させ、二次元センサ
8上に結像した光像P13から、光像Pの座標値Ha、
を得る。Furthermore, the lens 7 to be measured is rotated 90 degrees and rotated from the horizontal direction to the vertical direction, and then rotated 180 degrees from the initial position in the vertical (vertical) direction of the toroidal surface 7 degrees, so that the index 2 continues (vertical). ) apparent center of curvature P in the direction. 3 and formed on the two-dimensional sensor 8, coordinate values Ha of the light image P,
get.
最後に、再度、被測定レンズ7は、90度回転して縦方
向から横方向に回動し、先程のトロイダル面7.の横(
水平)方向の位置から180度回転して、指標2を横(
水平)方向のみかけの曲率中心P。4に結像させ、二次
元センサ8上に結像した光像P14から、光像PI4の
座標位置a4を得る。Finally, the lens 7 to be measured is rotated 90 degrees again and rotated from the vertical direction to the horizontal direction, and the toroidal surface 7. Next to (
Rotate 180 degrees from the horizontal (horizontal) position and move index 2 horizontally (
apparent center of curvature P in the horizontal) direction. From the optical image P14 formed on the two-dimensional sensor 8, the coordinate position a4 of the optical image PI4 is obtained.
以上のようにして、縦(垂直)方向のみかけの曲率中心
との関連で得られた、座標値?i23+、a、と、t*
<水平)方向のみかけの曲率中心との関連で得られた
、座標位置a2、a4と、トロイダル面7Iの垂直方向
の曲率半径Ry1と、同じく水平方向の曲率半径Rz、
とから、第1面であるトロイダル面7.の偏心量αy1
、az1は、次のようになる。The coordinate values obtained in relation to the apparent center of curvature in the vertical (vertical) direction as described above? i23+, a, and t*
Coordinate positions a2 and a4 obtained in relation to the apparent center of curvature in the <horizontal) direction, the radius of curvature Ry1 in the vertical direction of the toroidal surface 7I, and the radius of curvature Rz in the horizontal direction,
From this, the first surface, the toroidal surface 7. Eccentricity αy1
, az1 are as follows.
cry+ = (at−83)/(2xRy+ )αZ
+ = (az−34)/(2XRz+ )被測定レン
ズ7の第2面以降のトロイダル面やその他のレンズ面7
□ 、73・・・についても、同様のやり方により、各
レンズ面の偏心量の測定が可能である。cry+ = (at-83)/(2xRy+) αZ
+ = (az-34)/(2XRz+) Toroidal surface and other lens surfaces 7 after the second surface of the lens 7 to be measured
Regarding □, 73, etc., the amount of eccentricity of each lens surface can be measured in the same manner.
第2面以降のレンズ面の偏心量は、その前に位置するレ
ンズ面の偏心量を除いて、偏心量を算出する。例えば、
第3面のレンズ面の場合、第1面と第2面の偏心量を除
くことになる。The amount of eccentricity of the lens surfaces after the second surface is calculated by excluding the amount of eccentricity of the lens surface located in front of it. for example,
In the case of the third lens surface, the amount of eccentricity between the first and second surfaces is removed.
[効 果]
本発明の構成により、被測定レンズのレンズ面について
、縦(垂直)方向と横(水平)方向に別けて偏心量を自
動的に測定することができ、したがって、垂直方向と水
平方向の夫々の曲率半径が異なる、トロイダル面につい
ての偏心量を容易に精度良く測定できる効果を有する。[Effects] With the configuration of the present invention, the amount of eccentricity can be automatically measured separately in the vertical (vertical) direction and the horizontal (horizontal) direction on the lens surface of the lens to be measured. This has the effect of easily and accurately measuring the eccentricity of a toroidal surface that has different radii of curvature in each direction.
第1図は本発明のレンズ面の偏心量測定を示す構成図、
第2図は本発明に使用される指標の拡大図、第3図は二
次元センサ上の各光像と座標位置との関係を示す説明図
、
第4図は被測定レンズの一例を示す斜視図である。
1・・・ランプ、2・・・指標、2人・・・スリット状
の開口、3・・・ハーフミラ−14・・・コリメータレ
ンズ、5・・・対物レンズ、6・・・ミラー、7・・・
被測定レンズ、7I 、7□ 、7.・・・レンズ面、
8・・・二次元センサ、9・・・回転ステージ、10・
・・X軸ステージ、11・・・A/D変換装置、12・
・・マイクロコンピュータ、13・・・コントローラ、
14・・・デイスプレィ。Fig. 1 is a block diagram showing the measurement of eccentricity of the lens surface according to the present invention, Fig. 2 is an enlarged view of the index used in the present invention, and Fig. 3 is a diagram showing the relationship between each optical image and the coordinate position on the two-dimensional sensor. FIG. 4 is a perspective view showing an example of a lens to be measured. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Lamp, 2...Indicator, 2 people...Slit-shaped opening, 3...Half mirror 14...Collimator lens, 5...Objective lens, 6...Mirror, 7...・・・
Lens to be measured, 7I, 7□, 7. ...lens surface,
8... Two-dimensional sensor, 9... Rotating stage, 10...
・・X-axis stage, 11・・A/D converter, 12・
...Microcomputer, 13...Controller,
14...Display.
Claims (2)
面の反射光像の位置を計測し、偏心量を算出するレンズ
面の偏心量測定方法において、対物レンズはX軸方向に
移動調整可能のステージに載置し、被測定レンズは回転
ステージに載置し、被測定レンズの各レンズ面毎に被測
定レンズを適宜の角度回動させ、一方向における被測定
レンズのレンズ面の変化する見掛けの曲率中心位置に、
指標を合焦するように対物レンズを移動して、その反射
像を二次元センサ上の座標位置に基づき、マイクロコン
ピュータにより被測定レンズのレンズ面の偏心量を測定
することを特徴とするレンズ面の偏心測定方法。(1) In the lens surface eccentricity measurement method, which measures the position of the reflected light image on the lens surface including a toroidal surface and calculates the eccentricity amount, the objective lens is placed on a stage that can be moved and adjusted in the X-axis direction. The lens to be measured is placed on a rotation stage, and the lens to be measured is rotated by an appropriate angle for each lens surface of the lens to be measured, and the apparent curvature of the lens surface of the lens to be measured changes in one direction. In the center position,
A lens surface characterized by moving an objective lens so as to focus on an index, and measuring the eccentricity of a lens surface of a lens to be measured using a microcomputer based on the coordinate position of the reflected image on a two-dimensional sensor. How to measure eccentricity.
面の反射光像の位置を計測し、偏心量を算出するレンズ
面の偏心量測定装置において、指標を被測定レンズのみ
かけの曲率中心に焦点を合致させるように、X軸方向に
移動調整可能のステージに載置された対物レンズと、被
測定レンズを載置し、適宜の角度づつ回動させることが
できる回転ステージと、被測定レンズのレンズ面からの
反射像の位置を検知する二次元センサとからなり、マイ
クロコンピュータにより被測定レンズのレンズ面の偏心
量を測定することを特徴とするレンズ面の偏心測定装置
。(2) In a lens surface eccentricity measurement device that measures the position of the reflected light image on the lens surface including a toroidal surface and calculates the amount of eccentricity, the index is focused on the apparent center of curvature of the lens to be measured. An objective lens placed on a stage that can be moved and adjusted in the X-axis direction so as to match, a rotary stage on which the lens to be measured is placed and can be rotated by an appropriate angle, and the lens of the lens to be measured. 1. A lens surface eccentricity measuring device comprising a two-dimensional sensor that detects the position of a reflected image from a surface, and measuring the amount of eccentricity of the lens surface of a lens to be measured using a microcomputer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16662990A JPH0458130A (en) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | Method and device for measuring eccentricity of lens surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16662990A JPH0458130A (en) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | Method and device for measuring eccentricity of lens surface |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0458130A true JPH0458130A (en) | 1992-02-25 |
Family
ID=15834832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16662990A Pending JPH0458130A (en) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | Method and device for measuring eccentricity of lens surface |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0458130A (en) |
-
1990
- 1990-06-27 JP JP16662990A patent/JPH0458130A/en active Pending
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