JPH0458130A - レンズ面の偏心測定方法及び装置 - Google Patents

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。

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。

［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。

（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。

〔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。

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。

（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。

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。

〔作　用〕

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。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）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。
2. （２）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
   。