JPH0569362B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0569362B2 JPH0569362B2 JP19089086A JP19089086A JPH0569362B2 JP H0569362 B2 JPH0569362 B2 JP H0569362B2 JP 19089086 A JP19089086 A JP 19089086A JP 19089086 A JP19089086 A JP 19089086A JP H0569362 B2 JPH0569362 B2 JP H0569362B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- objective lens
- curvature
- distance
- radius
- light source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
ａ 技術分野
本発明は、光学部品等のなめらかな光学反射面
を有する曲面（被検面）の屈折面パワー、曲率半
径及び面精度を測定・検査する装置に関するもの
である。
を有する曲面（被検面）の屈折面パワー、曲率半
径及び面精度を測定・検査する装置に関するもの
である。
ｂ 従来技術及びその問題点
従来より、光学反射面の曲率半径及び面精度を
測定・検査する種々の装置が提案され実施されて
いる。第２図は、れらの測定装置のうちで、最も
一般的に実施されている測定原理図であり、光学
技術ハンドブツク増補版239ページおよび、
ISO／TC172／SC7／WG4 N22（1985年７月１日
付）において、記載されている。
測定・検査する種々の装置が提案され実施されて
いる。第２図は、れらの測定装置のうちで、最も
一般的に実施されている測定原理図であり、光学
技術ハンドブツク増補版239ページおよび、
ISO／TC172／SC7／WG4 N22（1985年７月１日
付）において、記載されている。
第２図ａは、凹面の曲率半径を測定する装置を
説明した図である。光源（又は２次光源）２０１
とスクリーン２０６は、ハーフミラー２０２に関
し互に共役な位置関係にあり、従つて光源（又は
２次光源）２０１の像が凹面の反射によつてスク
リーン２０６上に結ばれるには、凹面は光源（又
は２次光源）２０１が対物レンズ２０３によつて
結像される位置２０４か、オートコリメーシヨン
の位置２０５のいずれかになければならない。こ
れらの位置２０４及び２０５の間の距離を測定す
ることによつて、凹面の曲率半径が知れる。
説明した図である。光源（又は２次光源）２０１
とスクリーン２０６は、ハーフミラー２０２に関
し互に共役な位置関係にあり、従つて光源（又は
２次光源）２０１の像が凹面の反射によつてスク
リーン２０６上に結ばれるには、凹面は光源（又
は２次光源）２０１が対物レンズ２０３によつて
結像される位置２０４か、オートコリメーシヨン
の位置２０５のいずれかになければならない。こ
れらの位置２０４及び２０５の間の距離を測定す
ることによつて、凹面の曲率半径が知れる。
また、オートコリメーシヨンの位置２０５に凹
面を設置したままで、スクリーン２０６上の反射
光源像の変形状態を観察することにより、凹面の
局所的な面精度を知ることができる。同様にし
て、凸面の曲率半径も測定が可能で、第２図ｂは
その模様を図に示したものである。凹面の場合と
異なる点は、前記位置２０４と２０５との相対的
な位置関係が入れ換つている点である。その相違
点を除けば、曲率半径や面精度の測定・検査は凹
面の場合と全く同じである。
面を設置したままで、スクリーン２０６上の反射
光源像の変形状態を観察することにより、凹面の
局所的な面精度を知ることができる。同様にし
て、凸面の曲率半径も測定が可能で、第２図ｂは
その模様を図に示したものである。凹面の場合と
異なる点は、前記位置２０４と２０５との相対的
な位置関係が入れ換つている点である。その相違
点を除けば、曲率半径や面精度の測定・検査は凹
面の場合と全く同じである。
さて、第２図に示された測定装置には重大な問
題点が存在する。それは、全ての曲率半径が測定
できるという訳ではないという点である。例え
ば、凹面の場合には、もし、その曲率半径が5000
mmであつたとしたならば、位置２０４と位置２０
５の間隔は5000mmとなり、測定装置が極めて大き
なものになつてしまう。一方、凸面の場合には、
対物レンズ２０３と位置２０４の間にしか、位置
２０５存在しえないので、凸面の曲率半径も限定
されてしまう。
題点が存在する。それは、全ての曲率半径が測定
できるという訳ではないという点である。例え
ば、凹面の場合には、もし、その曲率半径が5000
mmであつたとしたならば、位置２０４と位置２０
５の間隔は5000mmとなり、測定装置が極めて大き
なものになつてしまう。一方、凸面の場合には、
対物レンズ２０３と位置２０４の間にしか、位置
２０５存在しえないので、凸面の曲率半径も限定
されてしまう。
Ｃ 目 的
それ故、本発明の目的は、全ての曲率半径を測
定しえて、同時に面精度並びに屈折面パワーをも
検査・焦点可能なコンパクトな光学部品等の曲面
測定装置を提供することにある。
定しえて、同時に面精度並びに屈折面パワーをも
検査・焦点可能なコンパクトな光学部品等の曲面
測定装置を提供することにある。
ｄ 実施例の構成
第１図は本発明の一実施例を示す説明図であ
る。適当な波長のレーザービームを光源として用
い、そのビームは、ハーフミラー１０１を通りコ
ンデンサーレンズ１０２により一度絞られた後、
発散する。そして、後方に配置された対物レンズ
１０３を透過した後、固定開口１０４に当て付い
た光学部品等の曲面である被検査１０５で反射さ
れ、逆行し、ハーフミラー１０１で90゜に曲げら
れ、スクリーン１０６に到る。測定光学系からの
反射光を除去る為に、レーザービームは直線焦光
を用いてもよい。その場合、λ／４板１０７を対
物レンズ１０３と固定開口１０４に入れ、ハーフ
ミラー１０１とスクリーン１０６の間に偏光板１
０８を配し、各々の偏光方向を調整して、最も迷
光の少なくなる所をさがす。また、ハーフミラー
１０１には偏光ビームスプリツターを用いると光
量の損失が少なくてすむ。更に、ハーフミラー１
０１、コンデンサーレンズ１０２、偏光板１０８
及びスクリーン１０６を含む枠１０９が、図示せ
ぬ公知の移動手段（例えば、ラツクとピニオン）
によつて光軸（矢印方向）に沿つて移動が可能で
あり、コンデンサーレンズ１０２と対物レンズ１
０３との間隔（距離）を変化させることができ、
その間隔の変化を読み取る為の図示せぬ読み取り
手段を備えている。この読み取り手段、つまり移
動可能を計測する手段については種々提案されて
おり、例えば、ダイヤルゲーンによるとか、ある
いは、電気的な後処理を必要とするものに対して
は、移動量を回転量に変換し、それをもつてポテ
ンシヨメータの回転角となる様にポテンシヨメー
タと結合させ、ポテンシヨメータからの出力電圧
をＡ／Ｄ変換器に導きデジタル量となし、しかる
後に演算処理等の後処理を行う等である。
る。適当な波長のレーザービームを光源として用
い、そのビームは、ハーフミラー１０１を通りコ
ンデンサーレンズ１０２により一度絞られた後、
発散する。そして、後方に配置された対物レンズ
１０３を透過した後、固定開口１０４に当て付い
た光学部品等の曲面である被検査１０５で反射さ
れ、逆行し、ハーフミラー１０１で90゜に曲げら
れ、スクリーン１０６に到る。測定光学系からの
反射光を除去る為に、レーザービームは直線焦光
を用いてもよい。その場合、λ／４板１０７を対
物レンズ１０３と固定開口１０４に入れ、ハーフ
ミラー１０１とスクリーン１０６の間に偏光板１
０８を配し、各々の偏光方向を調整して、最も迷
光の少なくなる所をさがす。また、ハーフミラー
１０１には偏光ビームスプリツターを用いると光
量の損失が少なくてすむ。更に、ハーフミラー１
０１、コンデンサーレンズ１０２、偏光板１０８
及びスクリーン１０６を含む枠１０９が、図示せ
ぬ公知の移動手段（例えば、ラツクとピニオン）
によつて光軸（矢印方向）に沿つて移動が可能で
あり、コンデンサーレンズ１０２と対物レンズ１
０３との間隔（距離）を変化させることができ、
その間隔の変化を読み取る為の図示せぬ読み取り
手段を備えている。この読み取り手段、つまり移
動可能を計測する手段については種々提案されて
おり、例えば、ダイヤルゲーンによるとか、ある
いは、電気的な後処理を必要とするものに対して
は、移動量を回転量に変換し、それをもつてポテ
ンシヨメータの回転角となる様にポテンシヨメー
タと結合させ、ポテンシヨメータからの出力電圧
をＡ／Ｄ変換器に導きデジタル量となし、しかる
後に演算処理等の後処理を行う等である。
被検面１０５は、固定開口１０４に当て付いた
時に、対物レンズ１０３の像側焦点F′上に設定さ
れる様になされている。
時に、対物レンズ１０３の像側焦点F′上に設定さ
れる様になされている。
ｅ 実施例の作用
枠１０９を移動して、コンデンサーレンズ１０
２によるビームの集光点が、被検面１０５の曲率
中心Ｏと対物レンズ１０３に関して共役となる位
置に設定されたとする。この時、スクリーン１０
６上には、被検面１０５からのオートコリメーシ
ヨン像が結ばれている。
２によるビームの集光点が、被検面１０５の曲率
中心Ｏと対物レンズ１０３に関して共役となる位
置に設定されたとする。この時、スクリーン１０
６上には、被検面１０５からのオートコリメーシ
ヨン像が結ばれている。
ここで、対物レンズ１０３の物側焦点Ｆから、
コンデンサーレンズ１０２によるビームの集光点
までの距離をｘとし、対物レンズ１０３の焦点距
離をｆとおき、被検面１０５の曲率半径をｒとす
ると、第１図よりニユートンの式が適用できて、 ｘ・ｒ＝f2 が求まる。故に、 １／ｒ＝−１／f2ｘ ……(1) となり、被検面１０５の曲率半径の逆数１／ｒ
は、ｘに比例することが解る。もし、枠１０９の
座標原点をｘ＝０、つまりコンデンサーレンズ１
０２によるビームの集光点が、対物レンズ１０３
の物側焦点Ｆと一致したときと定めると、枠１０
９の座標原点からの移動量を読みとつて、(1)式の
ｘに代入すれば、容易に曲率半径ｒが求まる。
コンデンサーレンズ１０２によるビームの集光点
までの距離をｘとし、対物レンズ１０３の焦点距
離をｆとおき、被検面１０５の曲率半径をｒとす
ると、第１図よりニユートンの式が適用できて、 ｘ・ｒ＝f2 が求まる。故に、 １／ｒ＝−１／f2ｘ ……(1) となり、被検面１０５の曲率半径の逆数１／ｒ
は、ｘに比例することが解る。もし、枠１０９の
座標原点をｘ＝０、つまりコンデンサーレンズ１
０２によるビームの集光点が、対物レンズ１０３
の物側焦点Ｆと一致したときと定めると、枠１０
９の座標原点からの移動量を読みとつて、(1)式の
ｘに代入すれば、容易に曲率半径ｒが求まる。
いま、被検面１０５の屈折率をｎとして、ｎ−
１を(1)式の両辺にかけると、 （ｎ−１）／ｒ＝−（ｎ−１）／f2ｘ ……(2) となつて、左辺は屈折面のパワーを与える式であ
る。
１を(1)式の両辺にかけると、 （ｎ−１）／ｒ＝−（ｎ−１）／f2ｘ ……(2) となつて、左辺は屈折面のパワーを与える式であ
る。
それゆえ、本発明の装置は、直接的には屈折面
パワーを測定する装置と云えるものである。
パワーを測定する装置と云えるものである。
尚、枠１０９の移動量を、移動方向に応じて、
正負の符号つきで読み取れば、被検面１０５の凹
凸に対応して、曲率半径ｒを符号付きで算出する
ことが可能である。
正負の符号つきで読み取れば、被検面１０５の凹
凸に対応して、曲率半径ｒを符号付きで算出する
ことが可能である。
更に、もし、ｘを適当な値に固定して、被検面
１０５を除いて全ての光学要素を枠１０９の移動
方向と同じ方向に一体で移動でき、かつその移動
量を測定できるとすると、従来の曲率半径の測定
装置と等価となる。尚、レーザービームは平行光
速で本装置に入射するので、一体で移動する際に
レーザー光源（図に表われていない）まで同時に
移動する必要がないことは明白である。
１０５を除いて全ての光学要素を枠１０９の移動
方向と同じ方向に一体で移動でき、かつその移動
量を測定できるとすると、従来の曲率半径の測定
装置と等価となる。尚、レーザービームは平行光
速で本装置に入射するので、一体で移動する際に
レーザー光源（図に表われていない）まで同時に
移動する必要がないことは明白である。
以上より、本発明の部分より測定される曲率半
径ｒの範囲を ｜ｒ｜≧｜rn｜ とし、rnは枠１０９の移動量ｘの限界より定まる
最小の絶対値をもつ曲率半径とする。
径ｒの範囲を ｜ｒ｜≧｜rn｜ とし、rnは枠１０９の移動量ｘの限界より定まる
最小の絶対値をもつ曲率半径とする。
一方、従来方式による曲率半径ｒの測定範囲を
｜ｒ｜≧｜rM｜
とし、rMは一体で移動できる移動量の限界より定
まる最大の絶対値をもつ曲率半径とすると、も
し、｜rn｜≦｜rM｜が満足されるのならば、全て
の曲率半径を測定しうるコンパクトな装置を提供
するという目的を達する。
まる最大の絶対値をもつ曲率半径とすると、も
し、｜rn｜≦｜rM｜が満足されるのならば、全て
の曲率半径を測定しうるコンパクトな装置を提供
するという目的を達する。
事実、｜rn｜≦｜rM｜なる条件を満たすことは
容易に可能である。また、本発明にかかる装置で
は、常にオートコリメーシヨンの位置を探してい
るので、被検面１０５の面精度をいつも観察して
いるのと同じである。すなわち、本発明の目的は
全て達成されたといえる。
容易に可能である。また、本発明にかかる装置で
は、常にオートコリメーシヨンの位置を探してい
るので、被検面１０５の面精度をいつも観察して
いるのと同じである。すなわち、本発明の目的は
全て達成されたといえる。
なお、レーザービームは、コンデンサーレンズ
１０２まで平行光束であるから、あらかじめハー
フミラー１０１とコンデンサーレンズ１０２の間
隔を十分確保しておけば、測定は、枠１０９の移
動によるものではなく、単にコンデンサーレンズ
１０２のみの移動だけでも達成できることは明ら
かである。
１０２まで平行光束であるから、あらかじめハー
フミラー１０１とコンデンサーレンズ１０２の間
隔を十分確保しておけば、測定は、枠１０９の移
動によるものではなく、単にコンデンサーレンズ
１０２のみの移動だけでも達成できることは明ら
かである。
ｆ 効 果
以上に述べた如く、コンデンサーレンズによつ
て生成された２次光源を対物レンズにより再結像
した位置と、被検面のオートコリメーシヨンの位
置との間の距離から、被検面の曲率半径を求める
従来からの装置に対して、対物レンズの像側焦点
上に固定開口を設置し、２次光源と対物レンズと
の間の距離が変化できるようにし、その距離を読
みとることによつて、固定開口に当てつけられて
いる被検面の曲率半径及び屈折面パワーを式(1)及
び式(2)から算出して求める機能を付加すること
で、全ての曲率半径を測定することが可能となつ
た。
て生成された２次光源を対物レンズにより再結像
した位置と、被検面のオートコリメーシヨンの位
置との間の距離から、被検面の曲率半径を求める
従来からの装置に対して、対物レンズの像側焦点
上に固定開口を設置し、２次光源と対物レンズと
の間の距離が変化できるようにし、その距離を読
みとることによつて、固定開口に当てつけられて
いる被検面の曲率半径及び屈折面パワーを式(1)及
び式(2)から算出して求める機能を付加すること
で、全ての曲率半径を測定することが可能となつ
た。
更に、局所的な面精度に関しても、全ての曲率
半径に渡つて１つの装置で観察が可能となつた。
しかも、本発明にかかる装置は、コンバクトで卓
上にて簡易に取り扱うことが可能であるという効
果を有することが明らかとなつた。
半径に渡つて１つの装置で観察が可能となつた。
しかも、本発明にかかる装置は、コンバクトで卓
上にて簡易に取り扱うことが可能であるという効
果を有することが明らかとなつた。
第１図は、本発明の一実施例を示す説明図、第
２図ａは従来例の曲率半径を測定する装置にて、
凹面を被検面としたときの測定原理図、第２図ｂ
は同じく凸面を被検面としたときの測定原理図で
ある。
２図ａは従来例の曲率半径を測定する装置にて、
凹面を被検面としたときの測定原理図、第２図ｂ
は同じく凸面を被検面としたときの測定原理図で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ コンデンサーレンズによつて生成された２次
光源を対物レンズにより再結像した位置と、被検
面のオートコリメーシヨンの位置との間の距離か
ら、被検面の曲率半径を求める装置において、 対物レンズの像側焦点上に固定開口を設置し、 ２次光源と対物レンズとの間の距離を変化でき
る様になし、 該距離を読みとる手段を含んでなり、 前記固定開口に被検面を当てつけて前記２次光
源と対物レンズ間の距離を変化し、オートコリメ
ーシヨンの位置が求まつた所の距離を読みとつて （ｎ−１）／ｒ＝−（ｎ−１）／f2ｘ又は１／ｒ＝−
ｘ／f2 なる式から被検面の屈折面パワー及び曲率半径を
求めることを特徴とする光学部品等の曲面測定装
置。ここで、ｆは対物レンズの焦点距離、ｒは被
検面の曲率半径、ｎは被検面の屈折率、ｘは対物
レンズの物側焦点からコンデンサーレンズによる
ビームの集光点までの距離である。 ２ 特許請求の範囲第１項において、光源に直線
偏光されたレーザーを用い、前記対物レンズと前
記固定開口との間にλ／４板を配置し、スクリー
ンに近接して偏光板を置き、迷光を除去するよう
偏光方向を調整したことを特徴とする光学部品等
の曲面測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19089086A JPS6347607A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 光学部品等の曲面測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19089086A JPS6347607A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 光学部品等の曲面測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6347607A JPS6347607A (ja) | 1988-02-29 |
| JPH0569362B2 true JPH0569362B2 (ja) | 1993-09-30 |
Family
ID=16265440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19089086A Granted JPS6347607A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 光学部品等の曲面測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6347607A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2636378B2 (ja) * | 1988-11-04 | 1997-07-30 | ユー・シー・インダストリーズ・インコーポレーテッド | 発泡体押出装置および方法 |
| JP2736997B2 (ja) * | 1989-04-27 | 1998-04-08 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の弁駆動装置および弁駆動方法 |
-
1986
- 1986-08-13 JP JP19089086A patent/JPS6347607A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6347607A (ja) | 1988-02-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |