JPH11166881A - 偏心測定方法及び偏心測定装置 - Google Patents
偏心測定方法及び偏心測定装置Info
- Publication number
- JPH11166881A JPH11166881A JP34859197A JP34859197A JPH11166881A JP H11166881 A JPH11166881 A JP H11166881A JP 34859197 A JP34859197 A JP 34859197A JP 34859197 A JP34859197 A JP 34859197A JP H11166881 A JPH11166881 A JP H11166881A
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- Japan
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- measurement surface
- eccentricity
- curvature
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- light beams
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レンズ面や反射面、そして非球面等の回転対
称な光学系の偏心を測定するのに好適な偏心測定装置及
び偏心測定方法を得ること。 【解決手段】 回転対称面より成る測定面を回転軸に該
回転対称軸がそれと一致するように装着し、２つの可干
渉性光束を該回転軸に光軸を一致させた焦点距離可変の
集光レンズの互いに異なった領域を通過させて該測定面
の見かけの曲率中心に集光し、交差させ、該曲率中心か
ら発散した２つの光束を該測定面の互いに異なった領域
に入射させ、該測定面で反射した２つの光束を重ね合わ
せて干渉縞を形成し、該測定面を該回転軸を中心に回転
させたときに生じる該干渉縞情報の変動を光検出手段で
検出することによって、該測定面の該回転軸に対する偏
心量を求める際、該集光レンズは該測定面の曲率半径の
大きさに基づいて焦点距離又は焦点位置の少なくとも一
方を変化させていること。
称な光学系の偏心を測定するのに好適な偏心測定装置及
び偏心測定方法を得ること。 【解決手段】 回転対称面より成る測定面を回転軸に該
回転対称軸がそれと一致するように装着し、２つの可干
渉性光束を該回転軸に光軸を一致させた焦点距離可変の
集光レンズの互いに異なった領域を通過させて該測定面
の見かけの曲率中心に集光し、交差させ、該曲率中心か
ら発散した２つの光束を該測定面の互いに異なった領域
に入射させ、該測定面で反射した２つの光束を重ね合わ
せて干渉縞を形成し、該測定面を該回転軸を中心に回転
させたときに生じる該干渉縞情報の変動を光検出手段で
検出することによって、該測定面の該回転軸に対する偏
心量を求める際、該集光レンズは該測定面の曲率半径の
大きさに基づいて焦点距離又は焦点位置の少なくとも一
方を変化させていること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、偏心測定装置及び
偏心測定方法に関し、特にレンズ面や反射面、そして非
球面等の回転対称な光学部材の曲率中心の基準となる軸
（例えば光学系の光軸）からの隔たり、即ち偏心を測定
するのに好適なものである。特に複数の光学部材を鏡筒
内に保持した状態で測定するのに好適なものである。
偏心測定方法に関し、特にレンズ面や反射面、そして非
球面等の回転対称な光学部材の曲率中心の基準となる軸
（例えば光学系の光軸）からの隔たり、即ち偏心を測定
するのに好適なものである。特に複数の光学部材を鏡筒
内に保持した状態で測定するのに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】レンズ光学部材等の偏心を測定する偏心
測定装置は種々提案されている。図２は特公昭５１−４
２４９５号公報に開示されている偏心測定装置の要部概
略図である。同図では二光束干渉を利用してレンズ面の
偏心を測定している。
測定装置は種々提案されている。図２は特公昭５１−４
２４９５号公報に開示されている偏心測定装置の要部概
略図である。同図では二光束干渉を利用してレンズ面の
偏心を測定している。
【０００３】同図では光源１からの可干渉性の光束２を
光束分割素子３の分割面３ａで干渉性のある二光束２
ａ，２ｂに分割し、集光レンズ５に導光している。そし
て集光レンズ５により二光束２ａ，２ｂを被測定面８の
曲率中心１３の近傍で集光交差するようにしてから被測
定面８に入射させている。その後、被測定面８で反射し
たこれらの光を、元の光路に戻し、分割面３ａを介して
光検出手段９面上で重ね合わせることにより干渉縞を生
じさせている。そして被測定物８を基準軸１２を中心に
回転させた時に発生する干渉縞の変動から測定面８で反
射した二光束の位相差を測定し、その結果から被測定面
８の偏心を検出している。
光束分割素子３の分割面３ａで干渉性のある二光束２
ａ，２ｂに分割し、集光レンズ５に導光している。そし
て集光レンズ５により二光束２ａ，２ｂを被測定面８の
曲率中心１３の近傍で集光交差するようにしてから被測
定面８に入射させている。その後、被測定面８で反射し
たこれらの光を、元の光路に戻し、分割面３ａを介して
光検出手段９面上で重ね合わせることにより干渉縞を生
じさせている。そして被測定物８を基準軸１２を中心に
回転させた時に発生する干渉縞の変動から測定面８で反
射した二光束の位相差を測定し、その結果から被測定面
８の偏心を検出している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
偏心測定装置では、測定面の曲率半径の違いにより、各
々対応する長さの焦点距離の集光レンズを用いる必要が
ある為、集光レンズを多種用意する必要があった。この
ため、レンズ交換の負荷が大きく、作業効率が悪くなっ
ていた。また、１種類の集光レンズでは被測定面の測定
径が固定となってしまい、測定精度が十分でない場合が
あった。
偏心測定装置では、測定面の曲率半径の違いにより、各
々対応する長さの焦点距離の集光レンズを用いる必要が
ある為、集光レンズを多種用意する必要があった。この
ため、レンズ交換の負荷が大きく、作業効率が悪くなっ
ていた。また、１種類の集光レンズでは被測定面の測定
径が固定となってしまい、測定精度が十分でない場合が
あった。
【０００５】又、測定面として非球面の偏心測定におい
ては、少なくとも２つの異なる径に関して測定する必要
があり、１つの集光レンズでは測定可能範囲が限定され
てくる為、非球面の偏心測定は難しかった。
ては、少なくとも２つの異なる径に関して測定する必要
があり、１つの集光レンズでは測定可能範囲が限定され
てくる為、非球面の偏心測定は難しかった。
【０００６】本発明は、上記の問題の解決を図ったもの
で、種々な曲率半径を有するレンズ面や反射面であって
も集光レンズの種類が少なくでき、レンズ交換の負荷を
軽減でき、装置全体の簡素化が図られ、作業効率の高い
高精度の測定ができる偏心測定装置及び偏心測定方法の
提供を目的とする。
で、種々な曲率半径を有するレンズ面や反射面であって
も集光レンズの種類が少なくでき、レンズ交換の負荷を
軽減でき、装置全体の簡素化が図られ、作業効率の高い
高精度の測定ができる偏心測定装置及び偏心測定方法の
提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の偏心測定方法
は、 (1-1) 回転対称面より成る測定面を回転軸に該回転対称
軸がそれと一致するように装着し、２つの可干渉性光束
を該回転軸に光軸を一致させた焦点距離可変の集光レン
ズの互いに異なった領域を通過させて該測定面の見かけ
の曲率中心に集光し、交差させ、該曲率中心から発散し
た２つの光束を該測定面の互いに異なった領域に入射さ
せ、該測定面で反射した２つの光束を重ね合わせて干渉
縞を形成し、該測定面を該回転軸を中心に回転させたと
きに生じる該干渉縞情報の変動を光検出手段で検出する
ことによって、該測定面の該回転軸に対する偏心量を求
める際、該集光レンズは該測定面の曲率半径の大きさに
基づいて焦点距離又は焦点位置の少なくとも一方を変化
させていることを特徴としている。
は、 (1-1) 回転対称面より成る測定面を回転軸に該回転対称
軸がそれと一致するように装着し、２つの可干渉性光束
を該回転軸に光軸を一致させた焦点距離可変の集光レン
ズの互いに異なった領域を通過させて該測定面の見かけ
の曲率中心に集光し、交差させ、該曲率中心から発散し
た２つの光束を該測定面の互いに異なった領域に入射さ
せ、該測定面で反射した２つの光束を重ね合わせて干渉
縞を形成し、該測定面を該回転軸を中心に回転させたと
きに生じる該干渉縞情報の変動を光検出手段で検出する
ことによって、該測定面の該回転軸に対する偏心量を求
める際、該集光レンズは該測定面の曲率半径の大きさに
基づいて焦点距離又は焦点位置の少なくとも一方を変化
させていることを特徴としている。
【０００８】特に、 (1-1-1) 前記集光レンズは前記２つの光束の集光位置を
変化させていること。
変化させていること。
【０００９】(1-1-2) 前記集光レンズはそれを構成する
複数のレンズのうちの所定のレンズ間隔を変化させて焦
点距離を変化させていること。
複数のレンズのうちの所定のレンズ間隔を変化させて焦
点距離を変化させていること。
【００１０】(1-1-3) 前記集光レンズはズームレンズで
あること。等を特徴としている。
あること。等を特徴としている。
【００１１】本発明の偏心測定装置は、 (2-1) 構成(1-1) の偏心測定方法を利用していることを
特徴としている。
特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の偏心測定装置の要
部概略図である。図中、１はレーザー光源で可干渉性の
光束２を放射している。３は光束を二つの光束２ａ，２
ｂに分割し、又測定面（被測定面）からの反射後の二光
束を重ね合わせる光路分割手段である。５は焦点距離が
可変の集光レンズ（ズームレンズ）であり、光束分割素
子３からの２光束２ａ，２ｂを被測定面８′の曲率中心
位置１３に集光交差させている。
部概略図である。図中、１はレーザー光源で可干渉性の
光束２を放射している。３は光束を二つの光束２ａ，２
ｂに分割し、又測定面（被測定面）からの反射後の二光
束を重ね合わせる光路分割手段である。５は焦点距離が
可変の集光レンズ（ズームレンズ）であり、光束分割素
子３からの２光束２ａ，２ｂを被測定面８′の曲率中心
位置１３に集光交差させている。
【００１３】なお、集光レンズ５は焦点距離を変えると
き集光レンズ全体を光軸１１の方向に移動させている。
９は光検出手段（受光手段）であり、測定面８で反射
し、戻ってきた二つの光束２ａ，２ｂで形成される干渉
縞を検出する。
き集光レンズ全体を光軸１１の方向に移動させている。
９は光検出手段（受光手段）であり、測定面８で反射
し、戻ってきた二つの光束２ａ，２ｂで形成される干渉
縞を検出する。
【００１４】７は回転台であり、被測定物８を回転させ
ている。１２は回転台７の回転軸で、光学系の光軸（基
準軸）に相当している。１４は回転台７の回転方向検出
手段である。８は被測定物である。８′は被測定物８の
中の測定中の被測定面で、１３は被測定面８′の曲率中
心（見かけの曲率中心）である。
ている。１２は回転台７の回転軸で、光学系の光軸（基
準軸）に相当している。１４は回転台７の回転方向検出
手段である。８は被測定物である。８′は被測定物８の
中の測定中の被測定面で、１３は被測定面８′の曲率中
心（見かけの曲率中心）である。
【００１５】同図は測定面８′が第１面となっているの
で見かけの曲率中心１３と曲率中心との位置が一致して
いる。同図では１つの測定物８を示しているが、通常は
多くの測定物が光軸１１を一致させて測定物８の前後に
配置している。この為、測定面８′の曲率中心が集光レ
ンズ５側から見たとき光学的に変位し、見かけの曲率中
心に位置するようになる。１０は演算装置であり、光検
出手段９と回転方向検出手段１４からの信号から、被測
定面８′の回転軸１２から偏心量を算出している。
で見かけの曲率中心１３と曲率中心との位置が一致して
いる。同図では１つの測定物８を示しているが、通常は
多くの測定物が光軸１１を一致させて測定物８の前後に
配置している。この為、測定面８′の曲率中心が集光レ
ンズ５側から見たとき光学的に変位し、見かけの曲率中
心に位置するようになる。１０は演算装置であり、光検
出手段９と回転方向検出手段１４からの信号から、被測
定面８′の回転軸１２から偏心量を算出している。
【００１６】次に本実施例の作用を説明する。光源であ
るレーザー１からの光束２は、光束分割素子３（光分割
面３ａ）により、集光レンズ５の光軸１１に平行な光束
２ａ，２ｂに分割され、集光レンズ５に入射する。集光
レンズ５に入射した二光束２ａ，２ｂが被測定物８の被
測定面８′の曲率中心位置（見かけの曲率中心位置）１
３にだいたい集光交差するように、集光レンズ５の焦点
距離と集光レンズ５全体を光軸方向に移動させて調整す
る。
るレーザー１からの光束２は、光束分割素子３（光分割
面３ａ）により、集光レンズ５の光軸１１に平行な光束
２ａ，２ｂに分割され、集光レンズ５に入射する。集光
レンズ５に入射した二光束２ａ，２ｂが被測定物８の被
測定面８′の曲率中心位置（見かけの曲率中心位置）１
３にだいたい集光交差するように、集光レンズ５の焦点
距離と集光レンズ５全体を光軸方向に移動させて調整す
る。
【００１７】二光束２ａ，２ｂが集光交差する位置は被
測定面８′の曲率中心位置１３にだいたい一致している
ので、被測定面８′の領域でで反射した二光束はそれま
での経路とほぼ同一光路を逆進して集光レンズ５を介し
て光束分割素子３まで戻り、光検出手段９面上で重ね合
わされ、干渉縞を生じる。二光束の干渉縞は位相差を含
んでおり、該位相差を光検出手段９で検出して、出力信
号が演算手段１０に送られる。
測定面８′の曲率中心位置１３にだいたい一致している
ので、被測定面８′の領域でで反射した二光束はそれま
での経路とほぼ同一光路を逆進して集光レンズ５を介し
て光束分割素子３まで戻り、光検出手段９面上で重ね合
わされ、干渉縞を生じる。二光束の干渉縞は位相差を含
んでおり、該位相差を光検出手段９で検出して、出力信
号が演算手段１０に送られる。
【００１８】光検出手段９からの出力信号を観測して、
干渉縞のコントラストが最大になるように集光レンズ５
の微調整を行っている。二光束２ａ，２ｂが集光交差す
る位置は被測定面８′の曲率中心にほぼ完全に一致させ
ている。この状態で回転台７を回転させて、光検出手段
９からの信号と回転方位検出手段１４からの信号を演算
手段１０で処理することによって、被測定面８′の偏心
（ここでは基準軸（光軸）１１からの偏心量）の大きさ
と方位を求めている。
干渉縞のコントラストが最大になるように集光レンズ５
の微調整を行っている。二光束２ａ，２ｂが集光交差す
る位置は被測定面８′の曲率中心にほぼ完全に一致させ
ている。この状態で回転台７を回転させて、光検出手段
９からの信号と回転方位検出手段１４からの信号を演算
手段１０で処理することによって、被測定面８′の偏心
（ここでは基準軸（光軸）１１からの偏心量）の大きさ
と方位を求めている。
【００１９】図３に焦点距離が可変の集光レンズの近軸
屈折力配置を示す。この例では、焦点距離がｆ1 ，ｆ2
の２つのレンズＬ1 ，Ｌ2 の２枚の構成になっており、
焦点距離ｆ2 のレンズＬ2 が光軸１１方向に移動可能と
なっている。二枚のレンズＬ1 ，Ｌ2 の間隔をＤａとす
ると、焦点距離ｆ1 のレンズＬ1 から、二光束が集光交
差するまでの距離ｆt および全系の焦点距離ｆは、近軸
理論を用いて、 ｆt ＝｛−Ｄａ2 ＋ｆ1 Ｄａ＋ｆ1 ｆ2 ｝／（ｆ1 ＋ｆ
2 −Ｄａ） ｆ＝ｆ1 ｆ2 ／（ｆ1 ＋ｆ2 −Ｄａ） となる。
屈折力配置を示す。この例では、焦点距離がｆ1 ，ｆ2
の２つのレンズＬ1 ，Ｌ2 の２枚の構成になっており、
焦点距離ｆ2 のレンズＬ2 が光軸１１方向に移動可能と
なっている。二枚のレンズＬ1 ，Ｌ2 の間隔をＤａとす
ると、焦点距離ｆ1 のレンズＬ1 から、二光束が集光交
差するまでの距離ｆt および全系の焦点距離ｆは、近軸
理論を用いて、 ｆt ＝｛−Ｄａ2 ＋ｆ1 Ｄａ＋ｆ1 ｆ2 ｝／（ｆ1 ＋ｆ
2 −Ｄａ） ｆ＝ｆ1 ｆ2 ／（ｆ1 ＋ｆ2 −Ｄａ） となる。
【００２０】即ち、二つのレンズＬ1 ，Ｌ2 の間隔Ｄａ
を変えることで、二光束の集光位置ｆt および全系の焦
点距離ｆを連続可変とすることができる。これは１種類
の集光レンズで、曲率の異なる多種の測定物を測定する
ことができることとなる。
を変えることで、二光束の集光位置ｆt および全系の焦
点距離ｆを連続可変とすることができる。これは１種類
の集光レンズで、曲率の異なる多種の測定物を測定する
ことができることとなる。
【００２１】図３では集光レンズ５は正の屈折力の２つ
のレンズＬ1 ，Ｌ2 の構成になっているが、正，負レン
ズの構成や、負，正の構成も可能である。レンズ枚数も
二枚以上ならば、何枚の構成でも可能である。
のレンズＬ1 ，Ｌ2 の構成になっているが、正，負レン
ズの構成や、負，正の構成も可能である。レンズ枚数も
二枚以上ならば、何枚の構成でも可能である。
【００２２】また図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、集
光レンズ５の焦点距離ｆを変えて、かつ、集光レンズ５
全体を光軸１１方向に動かすことで、被測定面８′の任
意の測定径を測定することができる。
光レンズ５の焦点距離ｆを変えて、かつ、集光レンズ５
全体を光軸１１方向に動かすことで、被測定面８′の任
意の測定径を測定することができる。
【００２３】図４（Ａ）のように凸面を測定するとき
は、集光レンズ５の焦点距離ｆt を小さくしてかつ、被
測定面８′と集光レンズ５との間隔を小さくすること
で、測定径が大きくなり、逆に、図４’（Ｂ）のように
焦点距離ｆt を大きくしてかつ、集光レンズ５と被測定
面８′間の距離も大きくすることで、測定径を小さくす
ることもできるので、集光レンズ５の焦点位置ｆt を変
えながら、集光レンズ５と被測定面８′間の距離も変え
ることで、任意の径の測定ができる。
は、集光レンズ５の焦点距離ｆt を小さくしてかつ、被
測定面８′と集光レンズ５との間隔を小さくすること
で、測定径が大きくなり、逆に、図４’（Ｂ）のように
焦点距離ｆt を大きくしてかつ、集光レンズ５と被測定
面８′間の距離も大きくすることで、測定径を小さくす
ることもできるので、集光レンズ５の焦点位置ｆt を変
えながら、集光レンズ５と被測定面８′間の距離も変え
ることで、任意の径の測定ができる。
【００２４】尚、本実施形態における集光レンズ５は２
つの焦点距離を有するバックフォーカスレンズであって
も良い。又、集光レンズ５の焦点距離を変化させると共
に集光位置（１３）を変化させても良い。又、本実施形
態においては集光レンズ５の焦点距離を変化させずに集
光位置のみ変化するように集光レンズ５の位置を変えて
も良い。
つの焦点距離を有するバックフォーカスレンズであって
も良い。又、集光レンズ５の焦点距離を変化させると共
に集光位置（１３）を変化させても良い。又、本実施形
態においては集光レンズ５の焦点距離を変化させずに集
光位置のみ変化するように集光レンズ５の位置を変えて
も良い。
【００２５】
【発明の効果】本発明は以上のように、集光レンズを焦
点距離可変のレンズ系より構成することで、測定面の曲
率半径が種々と変わったときでも集光レンズの数を少な
くして測定することができ、又、レンズ交換の負荷を軽
減でき、装置全体の簡素化が図られ、作業効率性の高い
高精度の測定ができる偏心測定装置及び偏心測定方法を
達成することができる。
点距離可変のレンズ系より構成することで、測定面の曲
率半径が種々と変わったときでも集光レンズの数を少な
くして測定することができ、又、レンズ交換の負荷を軽
減でき、装置全体の簡素化が図られ、作業効率性の高い
高精度の測定ができる偏心測定装置及び偏心測定方法を
達成することができる。
【図１】発明の偏心測定装置の要部概略図
【図２】従来の偏心測定装置の概略図
【図３】本発明に係る集光レンズの構成を示す説明図
【図４】本発明における偏心測定径可変を説明する説明
図
図
１ レーザー ２ 光束 ２ａ，２ｂ 光束 ３ 光束分割素子 ５ 焦点距離集光レンズ ６ 回転台 ７ 回転方位検出手段 ８ 被測定光学系 ８′ 被測定面 ９ 光検出手段 １０ 演算装置 １１ 集光レンズ光軸 １２ 回転台回転軸 １３ 被測定面の見かけの曲率中心位置
Claims (5)
- 【請求項１】 回転対称面より成る測定面を回転軸に該
回転対称軸がそれと一致するように装着し、２つの可干
渉性光束を該回転軸に光軸を一致させた焦点距離可変の
集光レンズの互いに異なった領域を通過させて該測定面
の見かけの曲率中心に集光し、交差させ、該曲率中心か
ら発散した２つの光束を該測定面の互いに異なった領域
に入射させ、該測定面で反射した２つの光束を重ね合わ
せて干渉縞を形成し、該測定面を該回転軸を中心に回転
させたときに生じる該干渉縞情報の変動を光検出手段で
検出することによって、該測定面の該回転軸に対する偏
心量を求める際、該集光レンズは該測定面の曲率半径の
大きさに基づいて焦点距離又は焦点位置の少なくとも一
方を変化させていることを特徴とする偏心測定方法。 - 【請求項２】 前記集光レンズは前記２つの光束の集光
位置を変化させていることを特徴とする請求項１の偏心
測定方法。 - 【請求項３】 前記集光レンズはそれを構成する複数の
レンズのうちの所定のレンズ間隔を変化させて焦点距離
を変化させていることを特徴とする偏心測定方法。 - 【請求項４】 前記集光レンズはズームレンズであるこ
とを特徴とする請求項１の偏心測定方法。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれか１項記載の偏
心測定方法を利用していることを特徴とする偏心測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34859197A JPH11166881A (ja) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | 偏心測定方法及び偏心測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34859197A JPH11166881A (ja) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | 偏心測定方法及び偏心測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11166881A true JPH11166881A (ja) | 1999-06-22 |
Family
ID=18398046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34859197A Pending JPH11166881A (ja) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | 偏心測定方法及び偏心測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11166881A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101379677B1 (ko) * | 2007-10-04 | 2014-04-01 | 삼성전자주식회사 | 구면파 발생 간섭계를 이용한 비구면렌즈의 편심 측정시스템 |
| CN117168310A (zh) * | 2023-11-02 | 2023-12-05 | 南京英田光学工程股份有限公司 | 一种非球面反射镜偏心测量方法 |
-
1997
- 1997-12-03 JP JP34859197A patent/JPH11166881A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101379677B1 (ko) * | 2007-10-04 | 2014-04-01 | 삼성전자주식회사 | 구면파 발생 간섭계를 이용한 비구면렌즈의 편심 측정시스템 |
| CN117168310A (zh) * | 2023-11-02 | 2023-12-05 | 南京英田光学工程股份有限公司 | 一种非球面反射镜偏心测量方法 |
| CN117168310B (zh) * | 2023-11-02 | 2024-02-09 | 南京英田光学工程股份有限公司 | 一种非球面反射镜偏心测量方法 |
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