[發明專利]三維形狀測定方法

有效

• 申請號: 200910179061.8
• 申請日: 2009-10-09
• 公開（公告）號: CN101726277A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 久保圭司;半田宏治
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20;G01B11/24
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 汪惠民

技術領域

本發明涉及一種三維形狀測定方法，其適合于帶相機的便攜式電話中 使用的透鏡、BD(藍光盤)等光盤存儲裝置中使用的攝像鏡頭等、透鏡 面的相對于光軸的傾斜構成為高傾斜的透鏡的三維形狀評價。

背景技術

作為現有的測定評價透鏡形狀的方法，有通過由微型氣動滑板構成的 探頭來測定高傾斜面的方法(例如，參照專利文獻1)。圖26是表示專利 文獻1記載的現有三維形狀測定方法的圖。

在圖26中，探頭單元100具有探頭102，所述探頭102在下端具有觸 針101。探頭102的上端側的微型氣動滑板103由空氣軸承非接觸地支承。 半導體激光器104的激光Fr由設置在觸針101的上端的反射鏡105引導。 作用于觸針101與測定物106之間的原子力由誤差信號產生部108變換為 探頭單元100的上下方向的力，其中所述誤差信號產生部108根據由反射 鏡105反射而通過針孔的107的激光Fr的光量的強弱產生誤差信號。基 于來自誤差信號產生部108的輸出并通過伺服電路109及直線電動機110， 對探頭單元100整體的位置進行反饋控制。通過由反射鏡105反射的來自 He-Ne激光器(未圖示)的激光Fz來測定探頭102的Z坐標。通過該方 法能夠高精度地測定高傾斜面，但是即使在改良了的現在，測定極限也僅 為測定75°的傾斜面。

但是，在帶相機的便攜式電話中使用的透鏡、BD(藍光盤)等光盤 存儲裝置中使用的攝像鏡頭等用途中，為了提高解析度、使聚光光束直徑 小徑化，而需要傾斜面的傾斜角度超過80°的透鏡，同時需要更高傾斜面 的評價。

因此，使透鏡向三方向傾斜，在各自的設置方向進行測定，通過使該 三方向的測定數據以在XZ面內一致的方式合成測定區域重合的兩處數 據，并評價該合成的數據與設計形狀的差。(例如，參照專利文獻2及非 專利文獻1)

圖27是表示專利文獻2記載的現有的透鏡的測定評價方法的圖。首 先，使透鏡向三方向傾斜，在各自的設置方向進行測定。接下來，以使測 定區域重合的部分在XZ平面內一致的方式調整旋轉位置、左右位置合成 得到的三方向的測定數據200a、200b、200c。然后，評價合成后的數據 200d與設計形狀的差。

此外，作為現有的測定評價透鏡特性的方法，有如下的方法，即，使 透鏡向三方向傾斜，在各自的設置方向進行測定，將該三方向中的一個定 義作為參照數據，相對于該參照數據，以在XZ面內一致的方式合成在另 外兩方向的測定數據中測定區域重合的數據，并評價該合成的數據與設計 形狀的差。(例如，參照專利文獻3)

圖28是表示專利文獻3記載的現有的透鏡的測定評價方法的圖。首 先，將透鏡(模具)水平設置，測定中央部301a。此后，使透鏡傾斜(使 設計光軸302繞Y軸傾斜)，測定透鏡面的相對于測定機的傾斜變小的部 分301b。再者，以設計光軸302為中心將透鏡旋轉180度，對使透鏡傾斜 而測定的同軸上的相反側的部分301c進行測定。然后，以中央部301a為 基準以在部分301b、301c與中央部分301a的測定區域的重合部分中使測 定數據一致的方式，使部分301b、301c的測定數據分別旋轉及平行移動。 即，將從三方向測定的數據以中央部301a為基準進行合成。并且，用合 成后的數據評價形狀。

專利文獻1：(日本)特開平6-265340號公報；

專利文獻2：(日本)特開2005-201656號公報；

專利文獻3：國際公開第06/082368號小冊子；

非專利文獻1：(日本)三浦勝弘、“基于激光探頭方式的透鏡形狀測 量系統”、O?plus?E、株式會社新技術通訊、平成16年9月、第46卷、第 3號、p1070-1074。

但是，在現有的方法中，繞與使透鏡傾斜的軸(Y軸)不同的軸(X 軸)錯開透鏡而設置時，產生形狀誤差。即，得到X截面的測定形狀時不 進行Y截面的測定，如果存在由繞X軸的旋轉方向產生的透鏡的設置偏 移，則在測量值中含有誤差。以下，具體地說明該方面。

例如，如圖29所示，考慮測定的如下非球面透鏡的情況，即，在有 效直徑1.6mm(半徑R＝0.8mm)、R＝0.8mm的最外周部分的截面方向的 透鏡面的傾斜角為75°，作為自透鏡頂點的深度的下垂量為0.5mm的非球 面透鏡面。在圖29中，將繞X、Y、Z軸的旋轉分別設為A、B及C軸。