JPH06194262A - 被検面の曲率半径測定方法及び装置 - Google Patents
被検面の曲率半径測定方法及び装置Info
- Publication number
- JPH06194262A JPH06194262A JP34403192A JP34403192A JPH06194262A JP H06194262 A JPH06194262 A JP H06194262A JP 34403192 A JP34403192 A JP 34403192A JP 34403192 A JP34403192 A JP 34403192A JP H06194262 A JPH06194262 A JP H06194262A
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 駆動機構のない簡単な構成で被検面の曲率半
径を測定できる方法及びその装置を提供することを目的
としている。 【構成】 光源１１の光をコリメータ１２で平行ビーム
にし、電気光学レンズ１３によって屈折させて被検面１
４に照射する。電気光学レンズに印加する電圧を電圧印
加手段１９で変化させ、被検面１４への入射ビームがＡ
点に収束するように照射する。被検面で反射されたビー
ムは入射ビームと重なり、逆行して光源へと戻る。この
とき反射ビームの強度がピークになるのを光検知器１７
の出力から知り、そのときの電気光学レンズの焦点距離
を求める。次に、入射ビームが被検面の曲率中心Ｏに収
束するように照射して同様に焦点距離を求め、両焦点距
離の差を被検面の曲率半径ｒとして求める。
径を測定できる方法及びその装置を提供することを目的
としている。 【構成】 光源１１の光をコリメータ１２で平行ビーム
にし、電気光学レンズ１３によって屈折させて被検面１
４に照射する。電気光学レンズに印加する電圧を電圧印
加手段１９で変化させ、被検面１４への入射ビームがＡ
点に収束するように照射する。被検面で反射されたビー
ムは入射ビームと重なり、逆行して光源へと戻る。この
とき反射ビームの強度がピークになるのを光検知器１７
の出力から知り、そのときの電気光学レンズの焦点距離
を求める。次に、入射ビームが被検面の曲率中心Ｏに収
束するように照射して同様に焦点距離を求め、両焦点距
離の差を被検面の曲率半径ｒとして求める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レンズ等の球面形状を
有する光学素子の曲率半径を測定する方法、及び装置に
関する。
有する光学素子の曲率半径を測定する方法、及び装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レンズ等の球面の曲率半径を測定
するには、図４に示す方法によっていた。すなわち、同
図において、光源１から射出されたレーザービームをコ
リメータ２で平行ビームにし、対物レンズ３を通して被
検面４に照射し、対物レンズ３を光軸上で移動する。図
示の対物レンズ３は、ビームが被検面４上のＡ点に収束
した状態で、対物レンズ３′は、ビームが被検面４の曲
率中心Ｏに収束するように進んだ状態を示す。
するには、図４に示す方法によっていた。すなわち、同
図において、光源１から射出されたレーザービームをコ
リメータ２で平行ビームにし、対物レンズ３を通して被
検面４に照射し、対物レンズ３を光軸上で移動する。図
示の対物レンズ３は、ビームが被検面４上のＡ点に収束
した状態で、対物レンズ３′は、ビームが被検面４の曲
率中心Ｏに収束するように進んだ状態を示す。
【０００３】対物レンズが、図示の３の位置に来ると、
被検面４上のＡ点に収束したビームは被検面で反射さ
れ、上下左右が反転して、全ての反射ビームは入射ビー
ムに重なり、対物レンズ３を逆方向に通過して平行ビー
ムに戻る。もし、対物レンズ３の位置が前後いずれかに
ずれると、被検面４からの反射ビームは拡散され、平行
ビームに戻る光量が減少することになる。
被検面４上のＡ点に収束したビームは被検面で反射さ
れ、上下左右が反転して、全ての反射ビームは入射ビー
ムに重なり、対物レンズ３を逆方向に通過して平行ビー
ムに戻る。もし、対物レンズ３の位置が前後いずれかに
ずれると、被検面４からの反射ビームは拡散され、平行
ビームに戻る光量が減少することになる。
【０００４】そこで、対物レンズ３とコリメータ２との
間にハーフミラー５を置き、反射ビームを取り出し、収
束レンズ６で光検知器７上に結像させてその光量を測定
する。すなわち、対物レンズ３を光軸上で進退させ、処
理回路８で監視して光検知器７の出力がピークになる対
物レンズ３の位置を求めれば、ビームが被検面４上のＡ
点に収束する位置を求めることができる。
間にハーフミラー５を置き、反射ビームを取り出し、収
束レンズ６で光検知器７上に結像させてその光量を測定
する。すなわち、対物レンズ３を光軸上で進退させ、処
理回路８で監視して光検知器７の出力がピークになる対
物レンズ３の位置を求めれば、ビームが被検面４上のＡ
点に収束する位置を求めることができる。
【０００５】対物レンズ３を図７の右方へ移動し、３′
の位置も持って来ると、入射ビームが被検面４の曲率中
心Ｏに収束するように進み、被検面４に入射する光は、
全て被検面４に垂直に入射する。したがって、反射ビー
ムは、入射ビームと同じ光路を逆行し、対物レンズ３を
透過して平行ビームとなる。すなわち、この場合も、被
検面４で反射されたビームが全て入射ビームと重なるの
で、光検知器７の出力が同様にピークに達する。
の位置も持って来ると、入射ビームが被検面４の曲率中
心Ｏに収束するように進み、被検面４に入射する光は、
全て被検面４に垂直に入射する。したがって、反射ビー
ムは、入射ビームと同じ光路を逆行し、対物レンズ３を
透過して平行ビームとなる。すなわち、この場合も、被
検面４で反射されたビームが全て入射ビームと重なるの
で、光検知器７の出力が同様にピークに達する。
【０００６】以上のようにして、対物レンズ３，３′の
位置を求め、それらの間の距離Ｓを求めると、Ｓ＝ｒの
関係から被検面４の曲率半径ｒを求めることができる。
位置を求め、それらの間の距離Ｓを求めると、Ｓ＝ｒの
関係から被検面４の曲率半径ｒを求めることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術によれば、対物レンズ３を光軸に沿って移動する駆動
機構が必要となり、同時に、ハーフミラー５，収束レン
ズ６，光検知器７もそれぞれ、５′，６′，７′の位置
へ移動しなければならない。しかも、駆動精度が曲率半
径の測定精度に直接影響するので、曲率半径を高精度に
測定するためには、駆動機構も高精度なものが必要とな
り、装置が複雑で非常に高価なものになってしまう。
術によれば、対物レンズ３を光軸に沿って移動する駆動
機構が必要となり、同時に、ハーフミラー５，収束レン
ズ６，光検知器７もそれぞれ、５′，６′，７′の位置
へ移動しなければならない。しかも、駆動精度が曲率半
径の測定精度に直接影響するので、曲率半径を高精度に
測定するためには、駆動機構も高精度なものが必要とな
り、装置が複雑で非常に高価なものになってしまう。
【０００８】本発明は、このような事実に鑑みてなされ
たもので、駆動機構のない簡単な構成で被検面の曲率半
径を測定できる方法及びその装置を提供することを目的
としている。
たもので、駆動機構のない簡単な構成で被検面の曲率半
径を測定できる方法及びその装置を提供することを目的
としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の方法は、光源からの平行ビームを電気光学
レンズで屈折して被検面に照射し、電気光学レンズに印
加する電圧を変化させつつ被検面で反射され入射ビーム
を逆行して光源へと戻る反射ビームの強度を光検知器で
求め、該強度がピークに達することを利用し、前記被検
面に照射されたビームが被検面上に収束するときと、被
検面の曲率中心に収束するときとの電気光学レンズの焦
点距離を求め、両焦点距離の差から被検面の曲率半径を
求める構成を特徴としている。
めに本発明の方法は、光源からの平行ビームを電気光学
レンズで屈折して被検面に照射し、電気光学レンズに印
加する電圧を変化させつつ被検面で反射され入射ビーム
を逆行して光源へと戻る反射ビームの強度を光検知器で
求め、該強度がピークに達することを利用し、前記被検
面に照射されたビームが被検面上に収束するときと、被
検面の曲率中心に収束するときとの電気光学レンズの焦
点距離を求め、両焦点距離の差から被検面の曲率半径を
求める構成を特徴としている。
【００１０】また、本発明の装置は、平行ビームを照射
する光源と、電圧に応じて焦点距離が変化し前記平行ビ
ームを屈折させて被検面に照射する電気光学レンズと、
該電気光学レンズに印加する電圧を調節する電圧印加手
段と、前記被検面で反射されて光源へと戻る反射光の光
量を検知する光検知手段と、からなる構成を特徴として
いる。
する光源と、電圧に応じて焦点距離が変化し前記平行ビ
ームを屈折させて被検面に照射する電気光学レンズと、
該電気光学レンズに印加する電圧を調節する電圧印加手
段と、前記被検面で反射されて光源へと戻る反射光の光
量を検知する光検知手段と、からなる構成を特徴として
いる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の曲率半径測定装置の一実施例
を示す図である。同図において、１１は光源で、レーザ
ダイオード（ＬＤ）からなり、レーザービームを射出す
る。１２はコリメータで、光源１１からのレーザービー
ムを平行ビームにする。１３は電気光学レンズで、印加
電圧により焦点距離が変化するレンズである。１４は被
検面で、球面である。１５は光分割器で、ハーフミラー
を使用している。１６は収束レンズ、１７は光検知器で
ある。１８は信号処理回路で、電圧印加回路１９と協同
して光検知器１７が出す信号がピークになるように、電
気光学レンズ１３に印加する電圧を変化させる。
を示す図である。同図において、１１は光源で、レーザ
ダイオード（ＬＤ）からなり、レーザービームを射出す
る。１２はコリメータで、光源１１からのレーザービー
ムを平行ビームにする。１３は電気光学レンズで、印加
電圧により焦点距離が変化するレンズである。１４は被
検面で、球面である。１５は光分割器で、ハーフミラー
を使用している。１６は収束レンズ、１７は光検知器で
ある。１８は信号処理回路で、電圧印加回路１９と協同
して光検知器１７が出す信号がピークになるように、電
気光学レンズ１３に印加する電圧を変化させる。
【００１２】図１の実線は、電気光学レンズ１３を透過
したビームが、被検面１４上のＡ点に収束した状態で、
仮想線は、被検面１４の曲率中心Ｏに収束するように照
射された状態を示す。いずれの場合も、反射ビームは入
射ビームと重なり、電気光学レンズ１３を透過すると平
行ビームとなる。反射ビームは光分割器１５に達してこ
こで少なくとも一部が反射され、分岐されて光検知器１
７に入射する。電気光学レンズ１３から射出されたビー
ムが、図のＡ点又はＯ点以外の位置に収束する場合は、
反射ビームは入射ビームに一部だけしか重なり合わず、
入射ビームより広い角度に拡がる。そのため、電気光学
レンズ１３を透過しても平行ビームに戻らずに発散し、
光検知器で検知する反射ビームの光量は減少する。
したビームが、被検面１４上のＡ点に収束した状態で、
仮想線は、被検面１４の曲率中心Ｏに収束するように照
射された状態を示す。いずれの場合も、反射ビームは入
射ビームと重なり、電気光学レンズ１３を透過すると平
行ビームとなる。反射ビームは光分割器１５に達してこ
こで少なくとも一部が反射され、分岐されて光検知器１
７に入射する。電気光学レンズ１３から射出されたビー
ムが、図のＡ点又はＯ点以外の位置に収束する場合は、
反射ビームは入射ビームに一部だけしか重なり合わず、
入射ビームより広い角度に拡がる。そのため、電気光学
レンズ１３を透過しても平行ビームに戻らずに発散し、
光検知器で検知する反射ビームの光量は減少する。
【００１３】そこで、光検知器１７においてビームの強
度を監視していれば、図１の状態を作り出せ、そのとき
の印加電圧からＡ点とＯ点に収束するの場合の電気光学
レンズ１３の焦点距離が分かり、両方の焦点距離の差か
ら被検面の曲率半径ｒを得ることができる。
度を監視していれば、図１の状態を作り出せ、そのとき
の印加電圧からＡ点とＯ点に収束するの場合の電気光学
レンズ１３の焦点距離が分かり、両方の焦点距離の差か
ら被検面の曲率半径ｒを得ることができる。
【００１４】図２の実施例は、図１の実施例に、収束レ
ンズ１６が反射ビームを収束させ、その後光検知器１７
に入射させる位置に配置された構成と、収束点にピンホ
ール２０を置いた構成とを付加したものである。このよ
うな構成とすれば、光分割器１５で曲げられた反射ビー
ムが平行でない場合に、ピンホール２０で光がけられて
光の損失が起こる。これによって、図１に示した実施例
より、さらに高精度に曲率半径の測定ができる。
ンズ１６が反射ビームを収束させ、その後光検知器１７
に入射させる位置に配置された構成と、収束点にピンホ
ール２０を置いた構成とを付加したものである。このよ
うな構成とすれば、光分割器１５で曲げられた反射ビー
ムが平行でない場合に、ピンホール２０で光がけられて
光の損失が起こる。これによって、図１に示した実施例
より、さらに高精度に曲率半径の測定ができる。
【００１５】図３は本発明の他の実施例を示す図であ
る。図１の実施例と共通する点も多いので、相違する点
を中心に説明する。１５′は、前述の光分割器１５と同
じものであるが、ここでは第１の光分割器２１を設けた
ので、１５′の方を第２の光分割器といい、ともにハー
フミラーを使用している。第２の光分割器１５′が反射
ビームの一部を光路外に曲げるのに対し、この第１の光
分割器２１は、入射ビーム、又は光源からの平行ビーム
の一部を曲げる。２２，２３は第１，第２の光検知器
で、この実施例ではＣＣＤを使用している。２４は画像
処理回路である。
る。図１の実施例と共通する点も多いので、相違する点
を中心に説明する。１５′は、前述の光分割器１５と同
じものであるが、ここでは第１の光分割器２１を設けた
ので、１５′の方を第２の光分割器といい、ともにハー
フミラーを使用している。第２の光分割器１５′が反射
ビームの一部を光路外に曲げるのに対し、この第１の光
分割器２１は、入射ビーム、又は光源からの平行ビーム
の一部を曲げる。２２，２３は第１，第２の光検知器
で、この実施例ではＣＣＤを使用している。２４は画像
処理回路である。
【００１６】光源（ＬＤ）１１からのレーザービーム
は、コリメータ１２で平行ビームにされ、第１の光分割
器２１で一部が反射されて第１の光検知器２２に入射す
る。残りは電気光学レンズ１３を通って被検面１４を照
射する。実線は、ビームが被検面１４上のＡ点に収束し
た場合で、仮想線は被検面１４の曲率中心Ｏに収束する
ように進んだ場合である。被検面１４で反射されたビー
ムは、入射ビームの来た光路を戻り、電気光学レンズ１
３を逆側から通過し、第２の光分割器１５で曲げられ、
第２の光検知器２３に入射する。なお、第１，２の光検
知器２２，２３は、入射するビームに対して同一の角度
になるように配置されている。
は、コリメータ１２で平行ビームにされ、第１の光分割
器２１で一部が反射されて第１の光検知器２２に入射す
る。残りは電気光学レンズ１３を通って被検面１４を照
射する。実線は、ビームが被検面１４上のＡ点に収束し
た場合で、仮想線は被検面１４の曲率中心Ｏに収束する
ように進んだ場合である。被検面１４で反射されたビー
ムは、入射ビームの来た光路を戻り、電気光学レンズ１
３を逆側から通過し、第２の光分割器１５で曲げられ、
第２の光検知器２３に入射する。なお、第１，２の光検
知器２２，２３は、入射するビームに対して同一の角度
になるように配置されている。
【００１７】電気光学レンズ１３から射出されたビーム
が、Ａ点又はＯ点で収束すれば、コリメータ１２と電気
光学レンズ１３との間の入射ビームと反射ビームとは重
なりあっているので、ビームの径は同一である。したが
って、第１，第２の光分割器２１，１５′から、第１，
第２の光検知器２２，２３に入射するビームの径も、各
光検知器のビームに対する角度が同一である限り同一に
なる。もし、電気光学レンズのビームが図３に示すＡ点
又はＯ点に収束しない場合は、第１，第２の光検知器２
２，２３のビーム径は等しくならない。そこで、画像処
理回路２４で、第１，第２の光検知器２２，２３のビー
ム径が同一になるように監視していれば、図３の状態を
作り出せ、それぞれの場合の焦点距離の差から被検面１
４の曲率半径を求めることができる。
が、Ａ点又はＯ点で収束すれば、コリメータ１２と電気
光学レンズ１３との間の入射ビームと反射ビームとは重
なりあっているので、ビームの径は同一である。したが
って、第１，第２の光分割器２１，１５′から、第１，
第２の光検知器２２，２３に入射するビームの径も、各
光検知器のビームに対する角度が同一である限り同一に
なる。もし、電気光学レンズのビームが図３に示すＡ点
又はＯ点に収束しない場合は、第１，第２の光検知器２
２，２３のビーム径は等しくならない。そこで、画像処
理回路２４で、第１，第２の光検知器２２，２３のビー
ム径が同一になるように監視していれば、図３の状態を
作り出せ、それぞれの場合の焦点距離の差から被検面１
４の曲率半径を求めることができる。
【００１８】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、電気光学レンズを利用することで従来の装置のよう
な駆動系を不要とし、簡単な構成とすることができた。
同時に、高精度な被検面の曲率半径の測定ができ、ま
た、ピンホールを使用する構成とすれば、さらに高精度
の測定が可能になる。
ば、電気光学レンズを利用することで従来の装置のよう
な駆動系を不要とし、簡単な構成とすることができた。
同時に、高精度な被検面の曲率半径の測定ができ、ま
た、ピンホールを使用する構成とすれば、さらに高精度
の測定が可能になる。
【図１】本発明の一実施例を示す図で、被検面の曲率半
径測定装置の構成を示す図である。
径測定装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２実施例で、収束レンズと光検知手
段との間にピンホールを設けた図である。
段との間にピンホールを設けた図である。
【図３】本発明の第３実施例の構成を示す図である。
【図４】従来の被検面の曲率半径測定装置の構成を示す
図である。
図である。
１１ 光源 １３ 電気光学レンズ １４ 被検面 １５ 光分割器 １５′ 第１の光分割器 １６ 収束レンズ １７ 光検知器 １９ 電圧印加手段 ２０ ピンホール ２１ 第２の光分割器 ２２ 第１の光検知器 ２３ 第２の光検知器
Claims (8)
- 【請求項１】 光源からの平行ビームを電気光学レンズ
で屈折して被検面に照射し、電気光学レンズに印加する
電圧を変化させつつ被検面で反射され入射ビームを逆行
して光源へと戻る反射ビームの強度を光検知器で求め、
該強度がピークに達することを利用し、前記被検面に照
射されたビームが被検面上に収束するときと、被検面の
曲率中心に収束するときとの電気光学レンズの焦点距離
を求め、両焦点距離の差から被検面の曲率半径を求める
ことを特徴とする被検面の曲率半径測定方法。 - 【請求項２】 前記反射ビームの強度を光検知器で求め
る際に、反射ビームを収束レンズで収束した後光検知器
に入射させると共に、該収束位置にピンホールを設けて
周辺光をカットすることを特徴とする請求項１記載の被
検面の曲率半径測定方法。 - 【請求項３】 光源からの平行ビームを電気光学レンズ
で屈折して被検面に照射し、電気光学レンズに印加する
電圧を変化させつつ被検面で反射させ、入射方向を逆行
する反射ビームの外径と、平行な入射ビームの外径とを
光検知器で測定し、両ビームの外径が同一になることを
利用し、前記被検面に照射されたビームが被検面上に収
束するときと、被検面の曲率中心に収束するときとの電
気光学レンズの焦点距離を求め、両焦点距離の差から被
検面の曲率半径を求めることを特徴とする被検面の曲率
半径測定方法。 - 【請求項４】 平行ビームを照射する光源と、電圧に応
じて焦点距離が変化し前記平行ビームを屈折させて被検
面に照射する電気光学レンズと、該電気光学レンズに印
加する電圧を調節する電圧印加手段と、前記被検面で反
射されて光源へと戻る反射光の光量を検知する光検知手
段と、からなることを特徴とする被検面の曲率半径測定
装置。 - 【請求項５】 前記電気光学レンズと光源との間に被検
面からの反射ビームの少なくとも一部を分岐する光分割
器を設け、該光分割器から射出された前記反射ビームを
入射して前記光検知手段へと射出する収束レンズを設け
たことを特徴とする請求項４記載の被検面の曲率半径測
定装置。 - 【請求項６】 前記収束レンズが、該レンズから射出さ
れた反射ビームを前記光検知手段に入射する前方で収束
するように配置し、該収束位置にピンホールを設けたこ
とを特徴とする請求項５記載の被検面の曲率半径測定装
置。 - 【請求項７】 平行ビームを照射する光源と、電圧に応
じて焦点距離が変化し前記平行ビームを屈折して被検面
に照射する電気光学レンズと、該電気光学レンズに印加
する電圧を調節する電圧印加手段と、前記光源からの平
行ビームの外径を測定する第１の光検知器と、前記被検
面で反射されて光源へと戻る反射ビームの外径を測定す
る第２の光検知手段と、からなることを特徴とする被検
面の曲率半径測定装置。 - 【請求項８】 前記電気光学レンズと光源との間に、前
記光源からの平行ビームの一部を分岐する第１の光分割
器と、被検面からの反射ビームの少なくとも一部を分岐
する第２の光分割器とを設け、各光分割器で分岐させた
ビームを前記第１，第２の光検知手段に入射させること
特徴とする請求項７記載の被検面の曲率半径測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34403192A JPH06194262A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 被検面の曲率半径測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34403192A JPH06194262A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 被検面の曲率半径測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06194262A true JPH06194262A (ja) | 1994-07-15 |
Family
ID=18366125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34403192A Withdrawn JPH06194262A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 被検面の曲率半径測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06194262A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002195814A (ja) * | 2000-12-26 | 2002-07-10 | Hoya Corp | 球状曲面の曲率半径測定方法及び装置 |
| DE10306669A1 (de) * | 2003-02-13 | 2004-09-09 | Bundesrepublik Deutschland, vertr. d. d. Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit, dieses vertr. d. d. Präsidenten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt | Verfahren zur Überprüfung der Formgebung und Vorrichtung zur formgebenden Bearbeitung eines optisch transparenten Körpers |
| JP2008524566A (ja) * | 2004-12-20 | 2008-07-10 | エシロール アンテルナシオナル （コンパニー ジェネラレ ドプテイク） | 眼科用品の曲率の非接触測定方法とそのための測定装置 |
| CN114295078A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-08 | 歌尔股份有限公司 | 一种棱镜校准装置及平行度校准方法 |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP34403192A patent/JPH06194262A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
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