JPH06129944A - 非球面形状の解析評価システム - Google Patents
非球面形状の解析評価システムInfo
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- JPH06129944A JPH06129944A JP4274719A JP27471992A JPH06129944A JP H06129944 A JPH06129944 A JP H06129944A JP 4274719 A JP4274719 A JP 4274719A JP 27471992 A JP27471992 A JP 27471992A JP H06129944 A JPH06129944 A JP H06129944A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、測定者の主観的判断が入らず、入
力の手間のかからない非球面形状の解析評価システムを
提供することを目的とし、さらにその測定精度を高める
ことを目的とする。 【構成】 形状測定機10からの測定データを取り込むデ
ータ取り込み回路21と、この回路21に取り込まれた測定
データから非球面軸の位置と傾きを探索し、探索結果に
基づいて測定誤差を補正する第１演算回路22を有する。
この演算回路22は更に所定の設計非球面式の係数中で近
軸曲率半径のみを変化させながら前記補正をした測定デ
ータと設計非球面式に基づく形状データとの偏差が最小
となるよう最適近軸曲率半径を有する非球面式を自動的
に推定する。偏差データを低周波成分と高周波成分とに
分離する第２演算回路23を設けるのが好ましい。
力の手間のかからない非球面形状の解析評価システムを
提供することを目的とし、さらにその測定精度を高める
ことを目的とする。 【構成】 形状測定機10からの測定データを取り込むデ
ータ取り込み回路21と、この回路21に取り込まれた測定
データから非球面軸の位置と傾きを探索し、探索結果に
基づいて測定誤差を補正する第１演算回路22を有する。
この演算回路22は更に所定の設計非球面式の係数中で近
軸曲率半径のみを変化させながら前記補正をした測定デ
ータと設計非球面式に基づく形状データとの偏差が最小
となるよう最適近軸曲率半径を有する非球面式を自動的
に推定する。偏差データを低周波成分と高周波成分とに
分離する第２演算回路23を設けるのが好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非球面形状の解析評価
システム、特にライン走査型の形状測定機を用いる非球
面形状の解析評価システムに関する。
システム、特にライン走査型の形状測定機を用いる非球
面形状の解析評価システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、非球面レンズ等の形状を評価する
場合には、高精度に仕上げたマスターレンズを用いてホ
ログラム手法で形状のずれを確認していたが、その形状
のずれ（誤差の値）を正確に把握することができないと
ともにマスターレンズが高価である等の問題があった。
そこで、近時、このような非球面形状を自動的に評価す
ることのできる評価システムが提案されている。
場合には、高精度に仕上げたマスターレンズを用いてホ
ログラム手法で形状のずれを確認していたが、その形状
のずれ（誤差の値）を正確に把握することができないと
ともにマスターレンズが高価である等の問題があった。
そこで、近時、このような非球面形状を自動的に評価す
ることのできる評価システムが提案されている。
【０００３】この種の非球面形状の解析評価システムと
しては、例えば特開平３−３３６３５号公報に記載され
たものがある。この評価システムは、フォームタリサー
フ（形状測定機）により測定を行い、複数の測定データ
を次式（１）のような非球面式に当てはめて、この式中
の係数等を推定することで回帰曲線を求め、各測定点で
のこの回帰曲線に対する偏差をグラフ表示するようにし
ている。
しては、例えば特開平３−３３６３５号公報に記載され
たものがある。この評価システムは、フォームタリサー
フ（形状測定機）により測定を行い、複数の測定データ
を次式（１）のような非球面式に当てはめて、この式中
の係数等を推定することで回帰曲線を求め、各測定点で
のこの回帰曲線に対する偏差をグラフ表示するようにし
ている。
【０００４】
【数１】
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の非球面形状の解析評価システムにあっては、
上述のように複雑な非球面式の係数等を推定するため、
その処理にかなりの労力、手間がかかり、容易な測定が
できなかった。また、そのような労力を軽減するため
に、非球面式の係数のうち近軸曲率半径Ｒ以外の係数を
設計値に固定して、近軸曲率半径Ｒのみを変化させる
（入力を繰り返す）方法を採ることができるが、形状デ
ータに最も近い非球面式を得るとなるとやはり労力を必
要とするし、測定者の主観的判断が入ってしまうことか
ら正確な評価ができない。
うな従来の非球面形状の解析評価システムにあっては、
上述のように複雑な非球面式の係数等を推定するため、
その処理にかなりの労力、手間がかかり、容易な測定が
できなかった。また、そのような労力を軽減するため
に、非球面式の係数のうち近軸曲率半径Ｒ以外の係数を
設計値に固定して、近軸曲率半径Ｒのみを変化させる
（入力を繰り返す）方法を採ることができるが、形状デ
ータに最も近い非球面式を得るとなるとやはり労力を必
要とするし、測定者の主観的判断が入ってしまうことか
ら正確な評価ができない。
【０００６】そこで本発明は、測定者の主観的判断が入
らず、入力の手間のかからない非球面形状の解析評価シ
ステムを提供することを目的とし、さらに測定精度を高
精度にすることを目的とする。
らず、入力の手間のかからない非球面形状の解析評価シ
ステムを提供することを目的とし、さらに測定精度を高
精度にすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１記載の発明は、非球面形状を測定する形状測定機
の測定データに基づいて該非球面形状を解析評価する非
球面形状の解析評価システムであって、前記形状測定機
からの測定データを取り込むデータ取り込み手段と、デ
ータ取り込み手段に取り込まれた測定データから非球面
軸の位置と傾きを探索し、該非球面軸の位置と傾きに基
づいて測定誤差を補正する補正手段と、所定の設計非球
面式の係数中で近軸曲率半径のみを変化させ、前記補正
手段により補正された形状測定データと設計非球面式に
基づく形状データとの偏差が最小となるような最適近軸
曲率半径を有する非球面式を自動的に推定する推定手段
と、を備えたことを特徴とするものであり、請求項２記
載の発明は、前記形状測定データと最適近軸曲率半径を
有する非球面式に基づく形状データとの偏差を低周波成
分と高周波成分とに分離する分離手段を設けたことを特
徴とするものである。
求項１記載の発明は、非球面形状を測定する形状測定機
の測定データに基づいて該非球面形状を解析評価する非
球面形状の解析評価システムであって、前記形状測定機
からの測定データを取り込むデータ取り込み手段と、デ
ータ取り込み手段に取り込まれた測定データから非球面
軸の位置と傾きを探索し、該非球面軸の位置と傾きに基
づいて測定誤差を補正する補正手段と、所定の設計非球
面式の係数中で近軸曲率半径のみを変化させ、前記補正
手段により補正された形状測定データと設計非球面式に
基づく形状データとの偏差が最小となるような最適近軸
曲率半径を有する非球面式を自動的に推定する推定手段
と、を備えたことを特徴とするものであり、請求項２記
載の発明は、前記形状測定データと最適近軸曲率半径を
有する非球面式に基づく形状データとの偏差を低周波成
分と高周波成分とに分離する分離手段を設けたことを特
徴とするものである。
【０００８】
【作用】請求項１記載の発明では、非球面形状を測定し
た形状測定機からデータ取り込み手段に測定データが取
り込まれると、まず、補正手段によって非球面軸の位置
と傾きが求められ、該非球面軸の位置と傾きに基づいて
測定誤差が補正される。次いで、推定手段によって所定
の設計非球面式の係数中で近軸曲率半径のみを変化させ
つつ、前記補正がされた形状測定データと設計非球面式
に基づく形状データとの偏差が最小となるように最適近
軸曲率半径を有する非球面式が自動的に推定される。し
たがって、測定者の入力の手間がなくなり、しかも、主
観的判断も入らない正確な形状評価ができる。
た形状測定機からデータ取り込み手段に測定データが取
り込まれると、まず、補正手段によって非球面軸の位置
と傾きが求められ、該非球面軸の位置と傾きに基づいて
測定誤差が補正される。次いで、推定手段によって所定
の設計非球面式の係数中で近軸曲率半径のみを変化させ
つつ、前記補正がされた形状測定データと設計非球面式
に基づく形状データとの偏差が最小となるように最適近
軸曲率半径を有する非球面式が自動的に推定される。し
たがって、測定者の入力の手間がなくなり、しかも、主
観的判断も入らない正確な形状評価ができる。
【０００９】また、請求項２記載の発明では、前記形状
測定データと最適近軸曲率半径を有する非球面式に基づ
く形状データとの偏差を、低周波成分と高周波成分とに
分離することから、形状誤差成分と表面粗さ成分を分け
て評価でき、評価の精度を高めることができる。
測定データと最適近軸曲率半径を有する非球面式に基づ
く形状データとの偏差を、低周波成分と高周波成分とに
分離することから、形状誤差成分と表面粗さ成分を分け
て評価でき、評価の精度を高めることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図４は請求項１、２記載の発明に係る非球
面形状の解析評価システムの一実施例を示す図である。
まず、構成を説明する。
する。図１〜図４は請求項１、２記載の発明に係る非球
面形状の解析評価システムの一実施例を示す図である。
まず、構成を説明する。
【００１１】図１（ａ）において、10はライン走査型の
形状測定機（例えば公知のフォームタリサーフ）であ
り、形状測定器10は非球面形状を有する被測定物（図示
していない）の形状を測定し、非球面形状評価システム
20にその測定データを送るようになっている。図１
（ｂ）に示すように、非球面形状評価システム20は、デ
ータ取り込み回路21、第１演算回路22、第２演算回路23
および出力装置24を具備しており、データ取り込み回路
21は形状測定器10から送られてきた形状測定データを取
り込み、第１演算手段22との間でデータの授受を行なう
データ取り込み手段となっている。
形状測定機（例えば公知のフォームタリサーフ）であ
り、形状測定器10は非球面形状を有する被測定物（図示
していない）の形状を測定し、非球面形状評価システム
20にその測定データを送るようになっている。図１
（ｂ）に示すように、非球面形状評価システム20は、デ
ータ取り込み回路21、第１演算回路22、第２演算回路23
および出力装置24を具備しており、データ取り込み回路
21は形状測定器10から送られてきた形状測定データを取
り込み、第１演算手段22との間でデータの授受を行なう
データ取り込み手段となっている。
【００１２】第１演算回路22および第２演算回路23はマ
イクロコンピュータ等から構成されており、第１演算回
路22はデータ取り込み回路21内のデータから前記非球面
の非球面軸の位置を探索する探索回路、並びに、図２に
αで示す非球面軸の傾きを前記非球面軸に対するデータ
分布の左右対称性から求めてその傾きを補正する補正回
路（両回路により補正手段が構成される）として機能
し、更に、近軸曲率半径Ｒの最適な非球面式（以下、最
適Ｒ非球面式という）を推定する推定回路（推定手段）
として機能するようになっている。
イクロコンピュータ等から構成されており、第１演算回
路22はデータ取り込み回路21内のデータから前記非球面
の非球面軸の位置を探索する探索回路、並びに、図２に
αで示す非球面軸の傾きを前記非球面軸に対するデータ
分布の左右対称性から求めてその傾きを補正する補正回
路（両回路により補正手段が構成される）として機能
し、更に、近軸曲率半径Ｒの最適な非球面式（以下、最
適Ｒ非球面式という）を推定する推定回路（推定手段）
として機能するようになっている。
【００１３】この第１演算回路22においては、前記補正
回路によって非球面軸の傾きαが補正された時点で図３
に示すような座標系が設定でき、このときのデータが純
粋な被測定物の非球面形状データとなる。また、前記推
定回路は、図４に示すような形状データに基づいて、所
定の設計非球面式（式(１)と同様な非球面式）の係数
（式(１)のＲ、Ｋ、ＥJ に相当する）の中で近軸曲率半
径Ｒのみを設計値から変化させていきつつ、その近軸曲
率半径Ｒを有する非球面式に基づく形状データと前記補
正後の測定データとの偏差が最小となるような近軸曲率
半径Ｒ（以下、これを最適近軸曲率半径Ｒs という）を
自動的に推定することで、最適Ｒ非球面式を推定する。
この推定に際しては、最小２乗法、減衰最小２乗法、実
験的回帰分析等の手法が利用できる。
回路によって非球面軸の傾きαが補正された時点で図３
に示すような座標系が設定でき、このときのデータが純
粋な被測定物の非球面形状データとなる。また、前記推
定回路は、図４に示すような形状データに基づいて、所
定の設計非球面式（式(１)と同様な非球面式）の係数
（式(１)のＲ、Ｋ、ＥJ に相当する）の中で近軸曲率半
径Ｒのみを設計値から変化させていきつつ、その近軸曲
率半径Ｒを有する非球面式に基づく形状データと前記補
正後の測定データとの偏差が最小となるような近軸曲率
半径Ｒ（以下、これを最適近軸曲率半径Ｒs という）を
自動的に推定することで、最適Ｒ非球面式を推定する。
この推定に際しては、最小２乗法、減衰最小２乗法、実
験的回帰分析等の手法が利用できる。
【００１４】第２演算回路23は、データ取り込み回路21
に取り込まれた各測定データと最適Ｒ非球面式に基づく
形状データとの偏差を算出する算出回路を含むととも
に、その偏差データから移動平均、多項式近似等の手法
で近似曲線を算出する近似曲線算出回路を含んでいる。
図４に示すように、この近似曲線は被測定物の被球面形
状の誤差成分（大きな誤差成分）に対応する偏差データ
の低周波成分を示すもので、その近似曲線と偏差データ
との偏差が被測定物の表面の粗さ成分（小さな誤差成
分）に対応する偏差データの高周波成分となっている。
すなわち、第２演算回路23は形状測定データと最適近軸
曲率半径を有する非球面式に基づく形状データとの偏差
を低周波成分と高周波成分とに分離する分離手段となっ
ている。
に取り込まれた各測定データと最適Ｒ非球面式に基づく
形状データとの偏差を算出する算出回路を含むととも
に、その偏差データから移動平均、多項式近似等の手法
で近似曲線を算出する近似曲線算出回路を含んでいる。
図４に示すように、この近似曲線は被測定物の被球面形
状の誤差成分（大きな誤差成分）に対応する偏差データ
の低周波成分を示すもので、その近似曲線と偏差データ
との偏差が被測定物の表面の粗さ成分（小さな誤差成
分）に対応する偏差データの高周波成分となっている。
すなわち、第２演算回路23は形状測定データと最適近軸
曲率半径を有する非球面式に基づく形状データとの偏差
を低周波成分と高周波成分とに分離する分離手段となっ
ている。
【００１５】出力装置24は少なくとも最適Ｒ非球面式に
対応する曲線と前記近似曲線との双方を出力する装置と
なっており、近似曲線により非球面形状の誤差を画面表
示又は記録紙にプリントする。なお、形状誤差成分（大
きな誤差成分）の出力のみならず、表面粗さ成分の出力
が可能であることはいうまでもない。次に、作用を説明
する。
対応する曲線と前記近似曲線との双方を出力する装置と
なっており、近似曲線により非球面形状の誤差を画面表
示又は記録紙にプリントする。なお、形状誤差成分（大
きな誤差成分）の出力のみならず、表面粗さ成分の出力
が可能であることはいうまでもない。次に、作用を説明
する。
【００１６】まず、形状測定器10により被測定物の被球
面形状が測定され、その測定データが形状測定器10から
データ取り込み回路21に取り込まれると、第１演算回路
22の探索回路によって、まず、データ取り込み回路21内
の測定データから非球面軸の位置が探索され、次いで、
非球面軸の傾きαが前記非球面軸に対するデータ分布の
左右対称性から求められ、その傾きをゼロとした場合の
値になるよう測定データが補正される。この時点で、図
３に示すような座標系が設定され、被測定物の純粋な非
球面形状データが得られる。
面形状が測定され、その測定データが形状測定器10から
データ取り込み回路21に取り込まれると、第１演算回路
22の探索回路によって、まず、データ取り込み回路21内
の測定データから非球面軸の位置が探索され、次いで、
非球面軸の傾きαが前記非球面軸に対するデータ分布の
左右対称性から求められ、その傾きをゼロとした場合の
値になるよう測定データが補正される。この時点で、図
３に示すような座標系が設定され、被測定物の純粋な非
球面形状データが得られる。
【００１７】次いで、このような形状データに基づい
て、所定の設計非球面式の複数の係数中で近軸曲率半径
Ｒのみを設計値から少しずつ変化させながら、最適Ｒ非
球面式が推定される。次に、第２演算回路23によって、
データ取り込み回路21に取り込まれた各測定データと最
適Ｒ非球面式に基づく形状データとの偏差が算出され、
その偏差データから近似曲線が算出され、更にその近似
曲線と測定データの偏差が算出されることで、被測定物
の非球面形状誤差が自動的に出力装置24により出力され
る。
て、所定の設計非球面式の複数の係数中で近軸曲率半径
Ｒのみを設計値から少しずつ変化させながら、最適Ｒ非
球面式が推定される。次に、第２演算回路23によって、
データ取り込み回路21に取り込まれた各測定データと最
適Ｒ非球面式に基づく形状データとの偏差が算出され、
その偏差データから近似曲線が算出され、更にその近似
曲線と測定データの偏差が算出されることで、被測定物
の非球面形状誤差が自動的に出力装置24により出力され
る。
【００１８】このように本実施例では、第１演算回路22
によって所定の設計非球面式の係数中で近軸曲率半径Ｒ
のみを変化させつつ、形状測定データ（傾きに対する補
正をしたデータ）と設計非球面式に基づく形状データと
の偏差が最小となるように最適Ｒ非球面式が自動的に推
定される。したがって、測定者による入力の手間がかか
らないとともに、測定者の主観的判断も入らなくなり、
正確な形状評価のできる解析評価システムとなる。
によって所定の設計非球面式の係数中で近軸曲率半径Ｒ
のみを変化させつつ、形状測定データ（傾きに対する補
正をしたデータ）と設計非球面式に基づく形状データと
の偏差が最小となるように最適Ｒ非球面式が自動的に推
定される。したがって、測定者による入力の手間がかか
らないとともに、測定者の主観的判断も入らなくなり、
正確な形状評価のできる解析評価システムとなる。
【００１９】また、上述のように、形状測定データと最
適近軸曲率半径を有する非球面式に基づく形状データと
の偏差を、低周波成分と高周波成分とに分離するから、
形状誤差成分と表面粗さ成分とを分けて評価することが
でき、従来かなり困難であった非球面形状誤差の評価を
高精度にできる。
適近軸曲率半径を有する非球面式に基づく形状データと
の偏差を、低周波成分と高周波成分とに分離するから、
形状誤差成分と表面粗さ成分とを分けて評価することが
でき、従来かなり困難であった非球面形状誤差の評価を
高精度にできる。
【００２０】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、非球面形
状を測定した形状測定機からデータ取り込み手段に測定
データを取り込み、補正手段により非球面軸の位置と傾
きを求めて測定誤差を補正した後、推定手段により所定
の設計非球面式の係数中で近軸曲率半径のみを変化させ
つつ、前記補正をしたデータと設計非球面式に基づく形
状データとの偏差が最小となるように最適近軸曲率半径
を有する非球面式を自動的に推定するようにしているの
で、測定者の入力の手間をなくすことができるととも
に、主観的判断が入らないようにでき、正確な形状評価
のできる非球面形状の解析評価システムを提供すること
ができる。
状を測定した形状測定機からデータ取り込み手段に測定
データを取り込み、補正手段により非球面軸の位置と傾
きを求めて測定誤差を補正した後、推定手段により所定
の設計非球面式の係数中で近軸曲率半径のみを変化させ
つつ、前記補正をしたデータと設計非球面式に基づく形
状データとの偏差が最小となるように最適近軸曲率半径
を有する非球面式を自動的に推定するようにしているの
で、測定者の入力の手間をなくすことができるととも
に、主観的判断が入らないようにでき、正確な形状評価
のできる非球面形状の解析評価システムを提供すること
ができる。
【００２１】また、請求項２記載の発明によれば、前記
形状測定データと最適近軸曲率半径を有する非球面式に
基づく形状データとの偏差を、低周波成分と高周波成分
とに分離するので、形状誤差成分と表面粗さ成分を分け
て評価でき、評価の精度を高めることができる。
形状測定データと最適近軸曲率半径を有する非球面式に
基づく形状データとの偏差を、低周波成分と高周波成分
とに分離するので、形状誤差成分と表面粗さ成分を分け
て評価でき、評価の精度を高めることができる。
【図１】本発明に係る非球面形状の解析評価システムの
一実施例を示す図で、（ａ）は全体の概略ブロック図、
（ｂ）はその解析評価システムのブロック図である。
一実施例を示す図で、（ａ）は全体の概略ブロック図、
（ｂ）はその解析評価システムのブロック図である。
【図２】その傾き補正前の形状測定データを示すグラフ
である。
である。
【図３】その傾き補正後の形状測定データを示すグラフ
である。
である。
【図４】最適非球面式に対する測定データの球面成分、
非球面成分および粗さ成分の関係を示す説明図である。
非球面成分および粗さ成分の関係を示す説明図である。
10 形状測定機 20 非球面形状評価システム 21 データ取り込み回路（データ取り込み手段） 22 第１演算回路（補正手段、推定手段） 23 第２演算回路（分離手段）
Claims (2)
- 【請求項１】非球面形状を測定する形状測定機の測定デ
ータに基づいて該非球面形状を解析評価する非球面形状
の解析評価システムであって、 前記形状測定機からの測定データを取り込むデータ取り
込み手段と、 データ取り込み手段に取り込まれた測定データから非球
面軸の位置と傾きを探索し、該非球面軸の位置と傾きに
基づいて測定誤差を補正する補正手段と、 所定の設計非球面式の係数中で近軸曲率半径のみを変化
させ、前記補正手段により補正された形状測定データと
設計非球面式に基づく形状データとの偏差が最小となる
ような最適近軸曲率半径を有する非球面式を自動的に推
定する推定手段と、を備えたことを特徴とする非球面形
状の解析評価システム。 - 【請求項２】前記形状測定データと最適近軸曲率半径を
有する非球面式に基づく形状データとの偏差を低周波成
分と高周波成分とに分離する分離手段を設けたことを特
徴とする請求項１記載の非球面形状の解析評価システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27471992A JP3321210B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 非球面形状の解析評価システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27471992A JP3321210B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 非球面形状の解析評価システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06129944A true JPH06129944A (ja) | 1994-05-13 |
| JP3321210B2 JP3321210B2 (ja) | 2002-09-03 |
Family
ID=17545622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27471992A Expired - Lifetime JP3321210B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 非球面形状の解析評価システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3321210B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010210289A (ja) * | 2009-03-06 | 2010-09-24 | Olympus Corp | 面形状測定機、面形状測定方法、及び面形状の測定値の解析方法 |
| JP2011085765A (ja) * | 2009-10-15 | 2011-04-28 | Sharp Corp | レンズ、レンズアレイ、およびレンズ評価装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7236693B2 (en) | 2005-03-22 | 2007-06-26 | Globaltec Fireplaces, Inc. | Flame simulator for use in an electric heater |
| JP5281918B2 (ja) * | 2009-02-19 | 2013-09-04 | オリンパス株式会社 | 面形状測定機、面形状測定方法、及び面形状の測定値の解析方法 |
-
1992
- 1992-10-14 JP JP27471992A patent/JP3321210B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
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