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JP3402995B2 - Shape analyzer - Google Patents
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JP3402995B2 - Shape analyzer - Google Patents

Shape analyzer

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JP3402995B2
JP3402995B2 JP04929597A JP4929597A JP3402995B2 JP 3402995 B2 JP3402995 B2 JP 3402995B2 JP 04929597 A JP04929597 A JP 04929597A JP 4929597 A JP4929597 A JP 4929597A JP 3402995 B2 JP3402995 B2 JP 3402995B2
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curve
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expression
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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、非球面レンズ等
の曲線形状を有する被測定対象を、三次元測定機、コン
トレーサ、非球面レンズ測定機などの精密測定機で測定
して得られた測定データから前記被測定対象の曲線形状
を同定する形状解析装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is obtained by measuring an object to be measured having a curved shape such as an aspherical lens with a precision measuring machine such as a three-dimensional measuring machine, a contracer or an aspherical lens measuring machine. The present invention relates to a shape analysis device that identifies the curved shape of the measurement target from measurement data.

【0002】[0002]

【従来の技術】非球面レンズの設計においては、試作品
や完成品レンズのレンズ面の曲線形状の解析が重要であ
る。この曲線形状は、測定データから円錐曲線等によっ
て同定することがなされている。しかし、一般的には円
錐曲線の方程式だけでは、非球面レンズの曲線形状を正
確に表現できないことも多く、これを補正多項式により
補うことがなされている。即ち、三次元測定機やコント
レーサで水平方向の各位置h1,h2,…,hnにおける
レンズ面の高さx1,x2,…,xnが測定データ(hj,
xj)として得られた場合、Cを曲率、Kを円錐曲線定
数、Piを補正多項式係数、mを補正多項式の次数、H
=h1,h2,…,hn、X=x1,x2,…,xnとする
と、曲線形状は下記(1)式のように表現できる(但
し、回転、平行移動が無い基準座標系での式)。
2. Description of the Related Art In designing an aspherical lens, it is important to analyze the curved shape of the lens surface of a prototype or a finished lens. This curve shape is identified from the measurement data by a conic curve or the like. However, in general, it is often the case that the curve shape of the aspherical lens cannot be accurately represented only by the equation of the conic curve, and this is supplemented by a correction polynomial. That is, the height x1, x2, ..., Xn of the lens surface at each position h1, h2, ..., Hn in the horizontal direction by the coordinate measuring machine or the contracer is measured data (hj,
xj), C is the curvature, K is the conic curve constant, Pi is the correction polynomial coefficient, m is the degree of the correction polynomial, and H is
= H1, h2, ..., Hn and X = x1, x2, ..., xn, the curve shape can be expressed as in the following formula (1) (however, formula in the reference coordinate system without rotation and translation) .

【0003】[0003]

【数1】 [Equation 1]

【0004】上記(1)式の右辺第1項が円錐曲線を示
す式であり、同第2項が補正多項式である。C,K,P
iを精度良く求めることにより、曲線形状を同定するこ
とができる。
The first term on the right side of the above equation (1) is an equation showing a conic curve, and the second term is a correction polynomial. C, K, P
The curve shape can be identified by accurately obtaining i.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
以下に述べる理由により、C,K,Piを精度良く求め
ることができなかった。即ち、(1)式の右辺第1項は
数2のように変形することができる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the past,
For the reasons described below, C, K, and Pi could not be obtained accurately. That is, the first term on the right side of the equation (1) can be transformed as shown in the equation 2.

【0006】[0006]

【数2】 [Equation 2]

【0007】ここで、(2)式の√の中を、Here, in √ of the equation (2),

【0008】[0008]

【数3】 [Equation 3]

【0009】を用いて展開すると、下記(4)式のよう
になる。
When expanded using, the following expression (4) is obtained.

【数4】 [Equation 4]

【0010】(4)式を(1)式に代入すると、下記
(5)式のようになる。
By substituting the equation (4) into the equation (1), the following equation (5) is obtained.

【0011】[0011]

【数5】 [Equation 5]

【0012】(5)式のH2の係数(C/2+P2)から
明らかなように、曲率Cと補正多項式係数P2には従属
関係が発生し、C及びP2を同時に求めることはできな
い。曲率Cを求めようとしても、中心部からH方向に離
れた位置のデータの影響が大きく現れる(1)式の右辺
第2項が右辺第1項に影響を及ぼし、曲率Cを精度良く
求めることができない。このため、曲線形状を高精度で
同定することができないという問題があった。
As is clear from the coefficient (C / 2 + P2) of H 2 in the equation (5), the curvature C and the correction polynomial coefficient P 2 have a dependency relationship, and C and P 2 cannot be obtained at the same time. Even when trying to obtain the curvature C, the second term on the right side of the equation (1) exerts a great influence on the data at the position distant from the center in the H direction, so that the first term on the right side is affected, and the curvature C is accurately determined. I can't. Therefore, there is a problem that the curved shape cannot be identified with high accuracy.

【0013】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、曲線形状を精度良く同定することができる形状解
析装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a shape analysis apparatus capable of accurately identifying a curved shape.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明に係る形状解析装
置は、曲線形状を有する被測定対象の前記曲線形状を測
定して得られた測定データを記憶する測定データ記憶手
段と、この測定データ記憶手段に記憶された測定データ
から曲線形状を同定するための演算処理を実行する曲線
形状同定演算手段と、この曲線形状同定演算手段で同定
された曲線形状を出力する演算結果出力手段とを有する
形状解析装置であって、前記測定データ記憶手段は、特
定の基準軸の各位置における前記基準軸からの距離とし
て得られた測定データを記憶するものであり、前記曲線
形状同定演算手段は、前記測定データ記憶手段に記憶さ
れた測定データのうち前記基準軸方向の始点から終点ま
での範囲の中央部分における測定データのみから2次多
項式表現での最適円錐曲線を求めて曲線形状を絞り込ん
だのち無理式表現での最適円錐曲線を求め、その後、
記測定データ記憶手段に記憶された全ての測定データか
ら補正多項式を求めることにより前記被測定対象の曲線
形状を同定するものであることを特徴とする。
A shape analysis apparatus according to the present invention comprises a measurement data storage means for storing measurement data obtained by measuring the curved shape of an object to be measured having a curved shape, and the measured data. It has a curve shape identification calculation means for executing a calculation process for identifying a curve shape from the measurement data stored in the storage means, and a calculation result output means for outputting the curve shape identified by the curve shape identification calculation means. In the shape analysis device, the measurement data storage means stores measurement data obtained as a distance from the reference axis at each position of a specific reference axis, and the curve shape identification calculation means is the Of the measurement data stored in the measurement data storage means, only the measurement data in the central portion of the range from the start point to the end point in the reference axis direction is used as the secondary multiple.
Find the optimal conic curve in the term expression and narrow down the curve shape
After that, the optimum conic curve in the irrational expression is obtained , and then the correction polynomial is obtained from all the measurement data stored in the measurement data storage means to identify the curve shape of the measured object. Characterize.

【0015】本発明に係る形状解析装置によれば、基準
軸(H軸)方向の始点から終点までの全測定データのう
ち、(1)式の右辺第2項の影響が大きく現れない中央
部分における測定データのみを用いて円錐曲線、即ち
(1)式の右辺第1項を求め、その後、全ての測定デー
タを用いて補正多項式、即ち(1)式の右辺第2項を求
めるようにしているので、曲線形状を精度良く同定する
ことができる。
According to the shape analysis apparatus of the present invention, of all the measured data from the starting point to the ending point in the reference axis (H axis) direction, the central portion where the influence of the second term on the right side of the equation (1) does not appear significantly. The conical curve, that is, the first term on the right side of the equation (1) is obtained using only the measurement data in, and then the correction polynomial, that is, the second term on the right side of the equation (1) is obtained using all the measurement data. Therefore, the curve shape can be accurately identified.

【0016】より具体的には、前記中央部分の測定デー
タから2次多項式表現での最適円錐曲線を求め、前記2
次多項式表現を無理式表現に変換する。一旦、2次多項
式表現の曲線を求めることで、無理式表現の曲線算出の
処理時間を短縮することができる。そして、得られた無
理式表現を初期値として無理式表現での最適円錐曲線を
求め、得られた無理式表現での最適円錐曲線を標準形に
変形すると共に座標変換し、標準形となる座標系におい
て全ての測定データを用いて前記補正多項式を求めるこ
とにより、曲線形状を精度良く同定することができる。
More specifically, the optimum conic curve in the quadratic polynomial expression is obtained from the measurement data of the central portion, and
Converts a polynomial expression of degree to an irrational expression. By once obtaining the curve of the quadratic polynomial expression, the processing time for calculating the curve of the irrational expression can be shortened. Then, the optimum conic curve in the irrational expression is obtained by using the obtained irrational expression as an initial value, and the optimum conic curve in the obtained irrational expression is transformed into the standard form and coordinate conversion is performed, and the coordinates to be the standard form are obtained. By obtaining the correction polynomial using all the measurement data in the system, the curve shape can be identified with high accuracy.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
好ましい実施の形態について説明する。図1は、この発
明の一実施例に係る形状解析装置を含む形状測定システ
ムの構成を示す図である。このシステムは、形状測定機
1と、この形状測定機1で得られた測定データを解析し
て被測定対象である非球面レンズ2の曲線形状を同定す
る形状解析装置としてのコンピュータ3及びプリンタ4
とで構成されている。形状測定機1は、この例では、コ
ントレーサを用いているが、三次元測定機や他の非球面
レンズ測定機等を用いても良い。形状測定機1のテーブ
ル11には、垂直方向に延びるコラム12が固定されて
おり、このコラム12にスライダ13が上下動可能に装
着されている。スライダ13には、スタイラスアーム1
4が装着されている。スタイラスアーム14は、水平
(H)方向に駆動され、その先端に設けられたスタイラ
ス15によって非球面レンズ2のレンズ面をH方向にト
レースすることにより、H軸方向の各位置におけるレン
ズ面の高さXが測定データとして求められるようになっ
ている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a shape measuring system including a shape analyzing apparatus according to an embodiment of the present invention. This system includes a shape measuring machine 1, a computer 3 and a printer 4 as a shape analyzing apparatus that analyzes the measurement data obtained by the shape measuring machine 1 to identify the curved shape of the aspherical lens 2 that is an object to be measured.
It consists of and. The shape measuring machine 1 uses a contour tracer in this example, but a three-dimensional measuring machine or another aspherical lens measuring machine may be used. A column 12 extending in the vertical direction is fixed to the table 11 of the shape measuring machine 1, and a slider 13 is mounted on the column 12 so as to be vertically movable. The slider 13 has a stylus arm 1
4 is installed. The stylus arm 14 is driven in the horizontal (H) direction, and the stylus 15 provided at the tip of the stylus arm 14 traces the lens surface of the aspherical lens 2 in the H direction, thereby increasing the height of the lens surface at each position in the H axis direction. The size X is obtained as the measurement data.

【0018】この測定データは、コンピュータ3に取り
込まれ、形状解析に供せられる。コンピュータ3は、所
定の形状解析プログラムによって図2に示すような機能
を実現する。即ち、測定データ記憶手段21には、形状
測定機1からの測定データが記憶される。曲線形状同定
演算手段22は、後述する演算によって測定データから
非球面レンズ2のレンズ面の曲線形状を同定する。演算
結果出力手段23は、同定された曲線形状に関する情報
を表示したり、プリントアウトする。
This measurement data is loaded into the computer 3 and used for shape analysis. The computer 3 realizes the function as shown in FIG. 2 by a predetermined shape analysis program. That is, the measurement data storage means 21 stores the measurement data from the shape measuring machine 1. The curve shape identification calculation means 22 identifies the curve shape of the lens surface of the aspherical lens 2 from the measurement data by the calculation described later. The calculation result output means 23 displays or prints out information regarding the identified curve shape.

【0019】図3は、曲線形状同定演算手段22での処
理を示すフローチャートである。この処理は、大きく分
けて(1)式における円錐曲線部分の決定処理(S1〜
S4)と、(1)式における補正多項式部分の決定処理
(S5)とから構成される。円錐曲線部分の決定処理
は、更に2次多項式決定(S1)と無理式決定(S2〜
S4)とに分けられる。以下、各ステップを詳細に説明
する。
FIG. 3 is a flow chart showing the processing in the curve shape identification calculation means 22. This processing is roughly divided into the conical curve portion determination processing (S1 to
S4) and the correction polynomial part determination process (S5) in the equation (1). The conical curve part determination process further includes quadratic polynomial determination (S1) and irrational formula determination (S2-
S4). Hereinafter, each step will be described in detail.

【0020】まず、測定データから2次多項式表現での
最適円錐曲線を求める(S1)。このとき使用される測
定データは、図4に示すように、n個の測定データのう
ち、そのH方向の中央部となるn0番目の測定データを
中心とし、そのデータから±Δhの範囲のn1番目の測
定データからn2番目の測定データを使用する。使用す
る測定データは、例えば全測定データの20〜30%程
度とし、具体的には、データの中央近くからの距離、
データの中央近くからの割合、画面のウィンドウ上
での範囲等により指定する。いま、H=hn1,hn1+1
…,hn2、X=xn1,xn1+1,…,xn2とし、HとXの
2次多項式F(H,X)を次のように定義する。
First, the optimum conic curve in the quadratic polynomial expression is obtained from the measured data (S1). The measurement data used at this time is, as shown in FIG. 4, centered on the n0th measurement data, which is the central portion in the H direction, out of the n measurement data, and n1 in the range of ± Δh from that data. The n2th measurement data is used from the second measurement data. The measurement data to be used is, for example, about 20 to 30% of all the measurement data, and specifically, the distance from the center of the data,
Specify by the ratio from near the center of the data, the range on the window of the screen, etc. Now, H = h n1 , h n1 + 1 ,
, H n2 , X = x n1 , x n1 + 1 , ..., X n2, and a quadratic polynomial F (H, X) of H and X is defined as follows.

【0021】[0021]

【数6】 [Equation 6]

【0022】但し、a2+b2+c2+p2+q2+r2=1
とする。このとき、
However, a 2 + b 2 + c 2 + p 2 + q 2 + r 2 = 1
And At this time,

【0023】[0023]

【数7】 [Equation 7]

【0024】が最小となるように、a,b,c,p,
q,rを決定する。そのために、(7)式を展開し、
a,b,c,p,q,rについて整理すると、下記
(8)式のようになる。
A, b, c, p,
Determine q and r. To do this, expand equation (7),
When a, b, c, p, q, and r are arranged, the following equation (8) is obtained.

【0025】[0025]

【数8】 [Equation 8]

【0026】ここで、Mは6×6の非負値対称行列であ
る。Mの最小固有値をλ、そのときの固有ベクトルをv
(上に→付き)とすると、
Here, M is a 6 × 6 non-negative symmetric matrix. The minimum eigenvalue of M is λ, and the eigenvector at that time is v
If you add (→ on top),

【0027】[0027]

【数9】 [Equation 9]

【0028】により、a,b,c,p,q,rが求めら
れる。このとき、(9)式の±は、cが非負となるよう
に決定する。
From the above, a, b, c, p, q and r are obtained. At this time, ± in the equation (9) is determined so that c becomes nonnegative.

【0029】このようにして求められた2次多項式は、
円錐曲線部を表す式に近いが、2次多項式だけでは円錐
曲線部を正確に表現することはできない。そこで、求め
られた2次多項式を次に無理式表現に変換する(S
2)。即ち、上記のようにして求められた2次多項式F
(H,X)をXについて整理すると、下記(10)式の
ようになる。
The quadratic polynomial thus obtained is
Although it is close to the equation representing the conic section, the conic section cannot be accurately represented only by a quadratic polynomial. Then, the obtained quadratic polynomial is then converted into an irrational expression (S
2). That is, the quadratic polynomial F obtained as described above
When (H, X) is arranged with respect to X, the following expression (10) is obtained.

【0030】[0030]

【数10】 [Equation 10]

【0031】c≠0として、(10)式からXについて
解くと(11)式のようになる。
When c ≠ 0 and the equation (10) is solved for X, the equation (11) is obtained.

【0032】[0032]

【数11】 [Equation 11]

【0033】ここで、改めて、Here again,

【0034】[0034]

【数12】 [Equation 12]

【0035】とおくと、Xは、(13)式のように表す
ことができる。
Putting it another way, X can be expressed as in equation (13).

【0036】[0036]

【数13】 [Equation 13]

【0037】(13)式において、√の前には±の符号
が付加されているが、いずれの場合にもデータが適合す
る訳ではなく、+か−の一方のみが適合する。そこで、
n1〜n2の範囲の測定データ(hα,xα)を(13)
式に代入して±の符号を決める。その符号をsignとする
と、(13)式は、(14)式のようになる。
In the equation (13), the sign of ± is added before √, but the data does not match in any case, and only + or − matches. Therefore,
The measurement data (hα, xα) in the range of n1 to n2 is (13)
Substitute into the formula to determine the sign of ±. If the code is sign, the equation (13) becomes the equation (14).

【0038】[0038]

【数14】 [Equation 14]

【0039】次に、(14)式の右辺をQ(H)とし、
先に求めたa,b,p,q,rを初期値として下記(1
5)式のS(a,b,p,q,r)の最小値を非線形最
小自乗法により求め、無理式表現での最適円錐曲線を求
める(S3)。初期値a,b,p,q,rは、算出する
解に近い値となっているので、少ない演算回数で解を求
めることができる。
Next, let Q (H) be the right side of equation (14), and
Using a, b, p, q, and r obtained earlier as initial values, the following (1
The minimum value of S (a, b, p, q, r) in the equation (5) is obtained by the nonlinear least squares method, and the optimum conic curve in the irrational expression is obtained (S3). Since the initial values a, b, p, q, and r are close to the solution to be calculated, the solution can be obtained with a small number of calculations.

【0040】[0040]

【数15】 [Equation 15]

【0041】このようにして求められた非線形最小自乗
法の解a,b,p,q,rによる下記(16)式に示す
無理式表現での最適円錐曲線X=Q(H)を、次に標準
形に変形する。(S4)。
The optimal conic curve X = Q (H) in the irrational expression shown in the following equation (16) by the solutions a, b, p, q, and r of the nonlinear least squares method thus obtained is given by It transforms into a standard form. (S4).

【0042】[0042]

【数16】 [Equation 16]

【0043】図5は、標準形を求める手順を示すフロー
チャートである。まず、標準形への変形を簡単にするた
め、(16)式を再度2次多項式の陰関数表現に変形す
る(S11)。即ち、(16)式の右辺aH+bを左辺
に移行して、両辺を二乗し、H、Xについて整理する
と、
FIG. 5 is a flowchart showing the procedure for obtaining the standard form. First, in order to simplify the transformation to the standard form, the equation (16) is transformed again into an implicit function representation of a quadratic polynomial (S11). That is, by shifting the right side aH + b of the equation (16) to the left side, squaring both sides, and rearranging H and X,

【0044】[0044]

【数17】 [Equation 17]

【0045】のようになる。ここで、(17)式の係数
を改めて、
It becomes like. Here, the coefficient of the equation (17) is changed to

【0046】[0046]

【数18】 [Equation 18]

【0047】のように置き換えると、(17)式は、
(19)式のように表現される。
Replacing as shown in the equation (17),
It is expressed as in equation (19).

【0048】[0048]

【数19】 [Formula 19]

【0049】次に、(19)式を標準形に変形する(S
12)。即ち、曲線の座標系H,Xに対する傾きをθ、
H,X方向の平行移動量をu,vとすると、
Next, the equation (19) is transformed into the standard form (S).
12). That is, the inclination of the curve with respect to the coordinate systems H and X is θ,
If u and v are the parallel movement amounts in the H and X directions,

【0050】[0050]

【数20】 [Equation 20]

【0051】による座標変換によって、変換座標系上で
以下のいずれかの標準形に適合させることができる。
By the coordinate conversion by, it is possible to conform to any of the following standard forms on the conversion coordinate system.

【0052】[0052]

【数21】 [Equation 21]

【0053】従って、円、楕円、双曲線及び放物線の各
標準形のうち最も適合する標準形と、そのときのθ,
u,vを演算処理によって決定する。ここで、一例とし
て円に適合した場合について考えると、図6(a)に示
すように、データが円の上側に存在するケース1と、同
図(b)に示すように、データが下側に存在するケース
2とが考えられる。そこで、データの存在する曲線部分
が(H,X)(共に上に〜付き、以下同様)=(0,
0)で、H軸に接するように、曲線を平行移動させる
(S13)。即ち、ケース1の場合は図7(a)のよう
にX軸+側にrだけ平行移動させる必要があるので、曲
線の方程式を(22)式のように変形する。
Therefore, the most suitable standard form among the standard forms of circle, ellipse, hyperbola and parabola, and θ,
u and v are determined by arithmetic processing. Here, as an example, when considering the case of fitting to a circle, as shown in FIG. 6A, case 1 in which the data exists on the upper side of the circle, and as shown in FIG. Case 2 that exists in. Therefore, the curve portion where the data is present is (H, X) (both are attached to the top, and so on) = (0,
In 0), the curve is translated so as to contact the H axis (S13). That is, in the case of Case 1, since it is necessary to translate the X axis to the + side as shown in FIG. 7A, the equation of the curve is transformed into the equation (22).

【0054】[0054]

【数22】 [Equation 22]

【0055】これを以下のように変形することにより、
標準形が求められる。
By transforming this as follows,
Standard form is required.

【0056】[0056]

【数23】 [Equation 23]

【0057】また、ケース2の場合は図7(b)のよう
にX軸−側にrだけ平行移動させる必要があるので、曲
線の方程式を(24)式のように変形する。
In the case of Case 2, it is necessary to translate the X axis to the − side by r as shown in FIG. 7B, so the equation of the curve is transformed into the equation (24).

【0058】[0058]

【数24】 [Equation 24]

【0059】これを以下のように変形することにより、
標準形が求められる。
By modifying this as follows,
Standard form is required.

【0060】[0060]

【数25】 [Equation 25]

【0061】これにより、ケース1の場合の円錐曲線定
数K=1、曲率C=−1/r、ケース2の場合の円錐曲
線定数K=1、曲率C=1/rが求められる。
Accordingly, the conic curve constant K = 1 and the curvature C = -1 / r in the case 1 and the conic curve constant K = 1 and the curvature C = 1 / r in the case 2 are obtained.

【0062】次に、標準形の座標系において、補正多項
式を求める(S5)。即ち、測定データ(hα,xα)
(α=1,2,…,n)に(20)式の座標変換及び上
述した平行移動を行った変換データを(hα,xα)
(共に上に〜付き)とすると、下記(26)式が最小と
なるように、補正多項式係数Piを決定する。
Next, a correction polynomial is obtained in the standard coordinate system (S5). That is, measurement data (hα, xα)
The conversion data obtained by performing the coordinate conversion of the equation (20) and the above-described parallel movement on (α = 1, 2, ..., N) is (hα, xα)
(If both are marked with-), the correction polynomial coefficient Pi is determined so that the following expression (26) is minimized.

【0063】[0063]

【数26】 [Equation 26]

【0064】上記(26)式は、Piに関する2次式で
あるので、最小値は連立一次方程式を解くことにより簡
単に求めることができる。このような処理を行うことに
より、前半の円錐曲線の算出処理では少ないデータ数を
処理し、しかも無理式表現を求める前に概略的な曲線を
2次多項式によって求めているため、最小自乗演算の処
理時間も短縮され、全体として効率良く、しかも高精度
に非球面レンズの曲線形状を同定することができる。
Since the above equation (26) is a quadratic equation for Pi, the minimum value can be easily obtained by solving simultaneous linear equations. By performing such processing, a small amount of data is processed in the first half conic curve calculation processing, and a rough curve is calculated by a quadratic polynomial before the irrational expression is calculated. The processing time is also shortened, and the curved shape of the aspherical lens can be identified efficiently and highly accurately as a whole.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、測
定データのうち、基準軸(H軸)方向の始点から終点ま
での範囲の中央部分における測定データのみを用いて円
錐曲線、を求め、その後、全ての測定データを用いて補
正多項式を求めるようにしているので、曲線形状を効率
良く、しかも精度良く同定することができるという効果
を奏する。
As described above, according to the present invention, the conical curve is obtained by using only the measurement data in the central portion of the range from the start point to the end point in the reference axis (H axis) direction among the measurement data. After that, since the correction polynomial is obtained by using all the measurement data, there is an effect that the curve shape can be identified efficiently and accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例に係る形状解析装置を適用
した計時用測定システムの構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a timekeeping measurement system to which a shape analysis apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.

【図2】 同システムにおける形状解析システムの機能
ブロック図である。
FIG. 2 is a functional block diagram of a shape analysis system in the system.

【図3】 同形状解析システムの処理の流れを示すフロ
ーチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing flow of the shape analysis system.

【図4】 同形状解析処理で使用される測定データを説
明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining measurement data used in the same shape analysis process.

【図5】 同形状解析処理における曲線の標準形への変
形処理の手順を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure of processing for transforming a curve into a standard shape in the same shape analysis processing.

【図6】 同標準形による曲線の平行移動を説明するた
めの図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining parallel movement of a curve according to the standard form.

【図7】 同じく曲線の平行移動を説明するための図で
ある。
FIG. 7 is a diagram for explaining parallel movement of a curve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…形状測定機、2…非球面レンズ、3…コンピュー
タ、4…プリンタ、11…テーブル、12…コラム、1
3…スライダ、14…スタイラスアーム、15…スタイ
ラス、21…測定データ記憶手段、22…曲線形状同定
演算手段、23…演算結果出力手段。
1 ... Shape measuring machine, 2 ... Aspherical lens, 3 ... Computer, 4 ... Printer, 11 ... Table, 12 ... Column, 1
3 ... Slider, 14 ... Stylus arm, 15 ... Stylus, 21 ... Measurement data storage means, 22 ... Curve shape identification calculation means, 23 ... Calculation result output means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−33635(JP,A) 特開 平7−83653(JP,A) 特開 平10−62142(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 21/20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-3-33635 (JP, A) JP-A-7-83653 (JP, A) JP-A-10-62142 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G01B 21/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 曲線形状を有する被測定対象の前記曲線
形状を測定して得られた測定データを記憶する測定デー
タ記憶手段と、 この測定データ記憶手段に記憶された測定データから曲
線形状を同定するための演算処理を実行する曲線形状同
定演算手段と、 この曲線形状同定演算手段で同定された曲線形状を出力
する演算結果出力手段とを有する形状解析装置であっ
て、 前記測定データ記憶手段は、特定の基準軸の各位置にお
ける前記基準軸からの距離として得られた測定データを
記憶するものであり、 前記曲線形状同定演算手段は、前記測定データ記憶手段
に記憶された測定データのうち前記基準軸方向の始点か
ら終点までの範囲の中央部分における測定データのみか
2次多項式表現での最適円錐曲線を求めて曲線形状を
絞り込んだのち無理式表現での最適円錐曲線を求め、そ
の後、前記測定データ記憶手段に記憶された全ての測定
データから補正多項式を求めることにより前記被測定対
象の曲線形状を同定するものであることを特徴とする形
状解析装置。
1. A measurement data storage means for storing measurement data obtained by measuring the curve shape of an object to be measured having a curve shape, and a curve shape is identified from the measurement data stored in the measurement data storage means. A shape analysis device having a curve shape identification calculation means for executing calculation processing for performing the calculation, and a calculation result output means for outputting the curve shape identified by the curve shape identification calculation means, wherein the measurement data storage means is The measurement data obtained as a distance from the reference axis at each position of a specific reference axis is stored, and the curve shape identification calculation means is one of the measurement data stored in the measurement data storage means. Obtain the optimum conic curve in the quadratic polynomial expression from only the measured data in the central part of the range from the start point to the end point in the reference axis direction, and calculate the curve shape.
Determine the optimum conic in unreasonable type representation then narrowed down, its
After that, the shape analysis device is characterized in that the curve shape of the object to be measured is identified by obtaining a correction polynomial from all the measurement data stored in the measurement data storage means.
【請求項2】 前記曲線形状同定演算手段は、前記測定
データ記憶手段に記憶された前記中央部分における測定
データのみから2次多項式表現での最適円錐曲線を求
め、前記2次多項式表現を無理式表現に変換し、得られ
た無理式表現を初期値として無理式表現での最適円錐曲
線を求め、得られた無理式表現での最適円錐曲線を標準
形に変形すると共に座標変換し、標準形となる座標系に
おいて前記補正多項式を求めるものであることを特徴と
する請求項1記載の形状解析装置。
2. The curve shape identification calculation means obtains an optimum conic curve in a quadratic polynomial expression only from the measurement data in the central portion stored in the measurement data storage means, and the quadratic polynomial expression is an irrational expression. Converted to the expression, the obtained irrational expression is used as an initial value to find the optimum conic curve in the irrational expression, and the optimum conic curve in the irrational expression obtained is transformed into the standard form and the coordinates are converted to the standard form. The shape analysis apparatus according to claim 1, wherein the correction polynomial is obtained in a coordinate system that is
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