JP2002048503A - 小径光学素子の球面曲率測定方法および装置 - Google Patents
小径光学素子の球面曲率測定方法および装置Info
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- JP2002048503A JP2002048503A JP2000236379A JP2000236379A JP2002048503A JP 2002048503 A JP2002048503 A JP 2002048503A JP 2000236379 A JP2000236379 A JP 2000236379A JP 2000236379 A JP2000236379 A JP 2000236379A JP 2002048503 A JP2002048503 A JP 2002048503A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レンズ等光学素子の小径化に対応して、操作
が容易でかつ短時間での測定を可能にする簡易球面計方
式での小径光学素子の球面曲率測定方法および球面曲率
測定装置を提供する。 【解決手段】 測定基準となる球面原器Ｗｏや被測定物
Ｗを搭載保持するＸ、ＹおよびＺ方向に移動調整可能な
ＸＹＺステージ１０と、ＸＹＺステージ１０の上方でＸ
方向に移動可能に配置されて測定子１とリング２を分離
して個別に保持する測定具保持部材２０と、測定子１と
リング２の球面原器Ｗｏあるいは被測定物Ｗとの接触位
置を計測する測長器２７とを備え、球面原器Ｗｏの球面
の弦および頂点の基準位置を個々に設定し、球面原器Ｗ
ｏの弦の基準位置に対して被測定物Ｗの球面の弦の位置
を合致させたときの球面原器Ｗｏの頂点に対する被測定
物Ｗの頂点の相対位置（距離）によって、小径の被測定
物ＷのΔＨ測定をする。
が容易でかつ短時間での測定を可能にする簡易球面計方
式での小径光学素子の球面曲率測定方法および球面曲率
測定装置を提供する。 【解決手段】 測定基準となる球面原器Ｗｏや被測定物
Ｗを搭載保持するＸ、ＹおよびＺ方向に移動調整可能な
ＸＹＺステージ１０と、ＸＹＺステージ１０の上方でＸ
方向に移動可能に配置されて測定子１とリング２を分離
して個別に保持する測定具保持部材２０と、測定子１と
リング２の球面原器Ｗｏあるいは被測定物Ｗとの接触位
置を計測する測長器２７とを備え、球面原器Ｗｏの球面
の弦および頂点の基準位置を個々に設定し、球面原器Ｗ
ｏの弦の基準位置に対して被測定物Ｗの球面の弦の位置
を合致させたときの球面原器Ｗｏの頂点に対する被測定
物Ｗの頂点の相対位置（距離）によって、小径の被測定
物ＷのΔＨ測定をする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カメラやビデオカ
メラ等に用いられる球面レンズ等の球面形状を有する光
学素子の球面曲率を測定する球面曲率測定方法およびそ
の装置に関するものである。
メラ等に用いられる球面レンズ等の球面形状を有する光
学素子の球面曲率を測定する球面曲率測定方法およびそ
の装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、凹球面や凸球面を有するレンズ等
の光学素子の曲率半径を測定する方法としては、図５に
図示するような簡易球面計を用いる方法が一般的であ
る。従来の一般的な簡易球面計は、軸方向に移動可能な
測定子１０１ａを有するダイヤルゲージ１０１とダイヤ
ルゲージ１０１を保持して一端側に開放部１０２ａを有
する円筒状のリング１０２とから構成され、リング１０
２の径は、測定対象の径の７０〜９０％を目安に設定さ
れている。
の光学素子の曲率半径を測定する方法としては、図５に
図示するような簡易球面計を用いる方法が一般的であ
る。従来の一般的な簡易球面計は、軸方向に移動可能な
測定子１０１ａを有するダイヤルゲージ１０１とダイヤ
ルゲージ１０１を保持して一端側に開放部１０２ａを有
する円筒状のリング１０２とから構成され、リング１０
２の径は、測定対象の径の７０〜９０％を目安に設定さ
れている。
【０００３】この種の簡易球面計１００の測定方法につ
いて、凸球面を有する被測定物の球面曲率を測定する場
合を例に挙げて図６を参照して説明する。なお、図６
は、従来の簡易球面計を用いて球面の曲率を測定する測
定方法を示す図であり、（ａ）および（ｂ）はそれぞれ
球面原器による簡易球面計の基準合わせと測定対象とな
る被測定物のΔＨの測定を説明するための概略図であ
る。
いて、凸球面を有する被測定物の球面曲率を測定する場
合を例に挙げて図６を参照して説明する。なお、図６
は、従来の簡易球面計を用いて球面の曲率を測定する測
定方法を示す図であり、（ａ）および（ｂ）はそれぞれ
球面原器による簡易球面計の基準合わせと測定対象とな
る被測定物のΔＨの測定を説明するための概略図であ
る。
【０００４】 簡易球面計の基準合わせは、図６の
（ａ）に示すように、基準となる曲率半径を有する球面
原器Ｗｏ上にリング１０２の開放部１０２ａを接触させ
たときに、ダイヤルゲージ１０１の測定子１０１ａが接
触するように調整し、その時のダイヤルゲージ１０１が
示す数値を読み取り、これを基準にする（通常は、ダイ
ヤルゲージ１０１を０にリセットし、０点調整を行
う）。
（ａ）に示すように、基準となる曲率半径を有する球面
原器Ｗｏ上にリング１０２の開放部１０２ａを接触させ
たときに、ダイヤルゲージ１０１の測定子１０１ａが接
触するように調整し、その時のダイヤルゲージ１０１が
示す数値を読み取り、これを基準にする（通常は、ダイ
ヤルゲージ１０１を０にリセットし、０点調整を行
う）。
【０００５】 次いで、基準合わせのできた簡易球面
計１００を用いて、図６の（ｂ）に示すように、簡易球
面計１００のリング１０２を比較対象となる被測定物
（被測定レンズ）Ｗに接触させて、測定子１０１ａを被
測定物Ｗに接触させ、ダイヤルゲージ１０１の数値を読
み取る。すなわち、このダイヤルゲージ１０１の数値と
基準合わせをした時の数値の差がΔＨである。球面原器
Ｗｏの球面の基準となる弦から頂点までの高さをＨｏ、
被測定物Ｗの基準となる弦から頂点までの高さをＨとす
ると、ΔＨ＝Ｈ−Ｈｏとなる。
計１００を用いて、図６の（ｂ）に示すように、簡易球
面計１００のリング１０２を比較対象となる被測定物
（被測定レンズ）Ｗに接触させて、測定子１０１ａを被
測定物Ｗに接触させ、ダイヤルゲージ１０１の数値を読
み取る。すなわち、このダイヤルゲージ１０１の数値と
基準合わせをした時の数値の差がΔＨである。球面原器
Ｗｏの球面の基準となる弦から頂点までの高さをＨｏ、
被測定物Ｗの基準となる弦から頂点までの高さをＨとす
ると、ΔＨ＝Ｈ−Ｈｏとなる。
【０００６】また、このときの測定対象である被測定物
Ｗの曲率は、次のように求めることができる。
Ｗの曲率は、次のように求めることができる。
【０００７】基準となる球面原器Ｗｏの曲率をＲｏ、簡
易球面計のリング径をφＤとするとき、球面原器Ｗｏの
球面の頂点から弦までの高さＨｏは次の式（１）で算出
することができる。 Ｈｏ＝Ｒｏ−｛Ｒｏ2 −（Ｄ／２）2 ｝1/2 ……（１） そして、基準となる球面原器Ｗｏと被測定物Ｗとの球面
の頂点から弦までの高さの差ΔＨを読み取り、ΔＨ（＝
Ｈ−Ｈｏ）が測定されると、被測定物Ｗの曲率Ｒは、次
の式（２）で表される。 Ｒ＝｛（Ｈｏ＋ΔＨ）2 ＋（Ｄ／２）2 ｝／２（Ｈｏ＋ΔＨ）……（２）
易球面計のリング径をφＤとするとき、球面原器Ｗｏの
球面の頂点から弦までの高さＨｏは次の式（１）で算出
することができる。 Ｈｏ＝Ｒｏ−｛Ｒｏ2 −（Ｄ／２）2 ｝1/2 ……（１） そして、基準となる球面原器Ｗｏと被測定物Ｗとの球面
の頂点から弦までの高さの差ΔＨを読み取り、ΔＨ（＝
Ｈ−Ｈｏ）が測定されると、被測定物Ｗの曲率Ｒは、次
の式（２）で表される。 Ｒ＝｛（Ｈｏ＋ΔＨ）2 ＋（Ｄ／２）2 ｝／２（Ｈｏ＋ΔＨ）……（２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、簡易
球面計を用いて、基準となる球面原器Ｗｏと比較対象と
なる被測定物Ｗとの球面の頂点から弦までの高さの差で
あるΔＨを読み取ることにより、被測定物Ｗの曲率半径
精度を測定することができ、その測定が容易でかつ手軽
であるために、球面レンズ等のほとんどの製造工程で使
用されている。そして、１つの製品部番に対し２〜数セ
ットの簡易球面計を必要とし、製品の精度管理のために
は不可欠なものである。
球面計を用いて、基準となる球面原器Ｗｏと比較対象と
なる被測定物Ｗとの球面の頂点から弦までの高さの差で
あるΔＨを読み取ることにより、被測定物Ｗの曲率半径
精度を測定することができ、その測定が容易でかつ手軽
であるために、球面レンズ等のほとんどの製造工程で使
用されている。そして、１つの製品部番に対し２〜数セ
ットの簡易球面計を必要とし、製品の精度管理のために
は不可欠なものである。
【０００９】しかし、近年の製品のコンパクト化に伴う
レンズ等の光学素子の小径化により以下のような問題が
生じていた。
レンズ等の光学素子の小径化により以下のような問題が
生じていた。
【００１０】レンズ等の光学素子の小径化に対応し、Δ
Ｈ測定用のリング径が小さくなる（リング径は測定対象
の径の７０〜９０％が目安となる）ために、測定子をリ
ング内に組み込むことができず、従来型の簡易球面計が
使用できない場合が生じていた。
Ｈ測定用のリング径が小さくなる（リング径は測定対象
の径の７０〜９０％が目安となる）ために、測定子をリ
ング内に組み込むことができず、従来型の簡易球面計が
使用できない場合が生じていた。
【００１１】また、小径化された光学素子に対応する他
の測定方法として、断面形状測定器や光学式の曲率測定
器を考えた場合、価格が高くなり、測定に時間が掛か
り、さらに操作が難しく、設置環境や被測定物の条件が
限定されるなどの問題が多いために、頻繁にΔＨ測定が
必要な生産現場への対応は不可能である。
の測定方法として、断面形状測定器や光学式の曲率測定
器を考えた場合、価格が高くなり、測定に時間が掛か
り、さらに操作が難しく、設置環境や被測定物の条件が
限定されるなどの問題が多いために、頻繁にΔＨ測定が
必要な生産現場への対応は不可能である。
【００１２】そこで、本発明は、前述した従来技術の有
する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、レン
ズ等光学素子の小径化に対応して、操作が容易でかつ短
時間での測定を可能にし、生産現場でも従来の簡易球面
計と同等の測定が可能な小径光学素子の球面曲率測定方
法および装置を提供することを目的とするものである。
する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、レン
ズ等光学素子の小径化に対応して、操作が容易でかつ短
時間での測定を可能にし、生産現場でも従来の簡易球面
計と同等の測定が可能な小径光学素子の球面曲率測定方
法および装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の小径光学素子の球面曲率測定方法は、小径
光学素子の球面曲率を、簡易球面計方式によって球面原
器との「球面の頂点から弦までの高さＨ」の差ΔＨによ
り読み取る球面曲率測定方法において、球面原器の球面
の「弦」および「頂点」の基準位置を個々に設定し、前
記球面原器の「弦」の基準位置に対して被測定物の球面
の「弦」の位置を合致させたときの前記球面原器の「頂
点」に対する被測定物の「頂点」の相対位置または距離
によってΔＨの測定をすることを特徴とする。
め、本発明の小径光学素子の球面曲率測定方法は、小径
光学素子の球面曲率を、簡易球面計方式によって球面原
器との「球面の頂点から弦までの高さＨ」の差ΔＨによ
り読み取る球面曲率測定方法において、球面原器の球面
の「弦」および「頂点」の基準位置を個々に設定し、前
記球面原器の「弦」の基準位置に対して被測定物の球面
の「弦」の位置を合致させたときの前記球面原器の「頂
点」に対する被測定物の「頂点」の相対位置または距離
によってΔＨの測定をすることを特徴とする。
【００１４】本発明の小径光学素子の球面曲率測定装置
は、測定基準となる球面原器の球面の弦とリングの接触
位置に対し、被測定物の球面の弦と前記リングの接触位
置を合致させるための位置出し手段と、個別に設置され
るリングと測定子を球面原器あるいは被測定物の球面に
対し一定の位置関係で接触させるための位置出し手段
と、リングおよび測定子の球面原器あるいは被測定物と
の接触位置を計測し表示する手段とを備えていることを
特徴とする。
は、測定基準となる球面原器の球面の弦とリングの接触
位置に対し、被測定物の球面の弦と前記リングの接触位
置を合致させるための位置出し手段と、個別に設置され
るリングと測定子を球面原器あるいは被測定物の球面に
対し一定の位置関係で接触させるための位置出し手段
と、リングおよび測定子の球面原器あるいは被測定物と
の接触位置を計測し表示する手段とを備えていることを
特徴とする。
【００１５】また、本発明の小径光学素子の球面曲率測
定装置は、左右方向、前後方向および上下方向に移動調
整可能に設けられ測定基準となる球面原器あるいは被測
定物を搭載保持する保持ステージと、該保持ステージの
上方で左右方向に移動可能に配置されてリングと測定子
を分離して個別に保持する保持部材と、前記保持ステー
ジに搭載保持される球面原器あるいは被測定物に対する
前記リングおよび前記測定子の接触位置を計測する計測
手段とを備えていることを特徴とする。
定装置は、左右方向、前後方向および上下方向に移動調
整可能に設けられ測定基準となる球面原器あるいは被測
定物を搭載保持する保持ステージと、該保持ステージの
上方で左右方向に移動可能に配置されてリングと測定子
を分離して個別に保持する保持部材と、前記保持ステー
ジに搭載保持される球面原器あるいは被測定物に対する
前記リングおよび前記測定子の接触位置を計測する計測
手段とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
【作用】本発明によれば、リングと測定子を分離して個
別に設置して、球面原器の球面の弦と頂点の基準位置を
個々に設定し、球面原器の弦の基準位置に対して被測定
物の球面の弦の位置を合致させたときの球面原器の頂点
に対する被測定物の頂点の相対位置または距離を測定す
ることによって、従来の簡易球面計と同様に小径のレン
ズ等光学素子のΔＨ測定を行うことができ、被測定物の
径が小さくこれに相応して使用するリング径も小さくな
るために不可能とされていた簡易球面計方式での小径光
学素子のΔＨ測定を可能にする。
別に設置して、球面原器の球面の弦と頂点の基準位置を
個々に設定し、球面原器の弦の基準位置に対して被測定
物の球面の弦の位置を合致させたときの球面原器の頂点
に対する被測定物の頂点の相対位置または距離を測定す
ることによって、従来の簡易球面計と同様に小径のレン
ズ等光学素子のΔＨ測定を行うことができ、被測定物の
径が小さくこれに相応して使用するリング径も小さくな
るために不可能とされていた簡易球面計方式での小径光
学素子のΔＨ測定を可能にする。
【００１７】さらに、測定操作が容易でかつ簡単であ
り、短時間で測定できるために、生産現場においても従
来の簡易球面計と同様に小径光学素子のΔＨの測定を行
うことができる。
り、短時間で測定できるために、生産現場においても従
来の簡易球面計と同様に小径光学素子のΔＨの測定を行
うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００１９】図１は本発明に係る簡易球面計方式での小
径光学素子の球面曲率測定装置の正面図であり、図２は
同じく小径光学素子の球面曲率測定装置の側面図であ
る。
径光学素子の球面曲率測定装置の正面図であり、図２は
同じく小径光学素子の球面曲率測定装置の側面図であ
る。
【００２０】本発明の球面曲率測定装置は、図１および
図２に図示するように、測定基準となる球面曲率を有す
る球面原器Ｗｏあるいは小径の光学素子等の被測定物Ｗ
を搭載保持するＸ方向（左右方向）、Ｙ方向（前後方
向）およびＺ方向（上下方向）に移動調整可能なＸＹＺ
ステージ１０と、測定子１およびリング２を分離して個
別に保持し、測定子１およびリング２をそれぞれＸＹＺ
ステージ１０に搭載された球面原器Ｗｏあるいは被測定
物Ｗに対して個別に当接させる測定具保持部材２０と、
測定子１およびリング２の球面原器Ｗｏあるいは被測定
物Ｗに対する接触位置をそれぞれ計測する測長器２７と
を備えている。
図２に図示するように、測定基準となる球面曲率を有す
る球面原器Ｗｏあるいは小径の光学素子等の被測定物Ｗ
を搭載保持するＸ方向（左右方向）、Ｙ方向（前後方
向）およびＺ方向（上下方向）に移動調整可能なＸＹＺ
ステージ１０と、測定子１およびリング２を分離して個
別に保持し、測定子１およびリング２をそれぞれＸＹＺ
ステージ１０に搭載された球面原器Ｗｏあるいは被測定
物Ｗに対して個別に当接させる測定具保持部材２０と、
測定子１およびリング２の球面原器Ｗｏあるいは被測定
物Ｗに対する接触位置をそれぞれ計測する測長器２７と
を備えている。
【００２１】ＸＹＺステージ１０は、ベース盤５上に配
設され、Ｘ方向（左右方向）に移動調整可能なＸ軸ステ
ージ１１ｘとＹ方向（前後方向）に移動調整可能なＹ軸
ステージ１１ｙとＺ方向（上下方向）に移動調整可能な
Ｚ軸ステージ１１ｚとを有し、Ｘ軸ステージ１１ｘは、
ベース盤５に設けられたＸ方向のガイド１３ｘに沿って
移動可能に配置され、Ｘマイクロメータ１２ｘにより移
動調整できるように構成され、Ｙ軸ステージ１１ｙは、
Ｘ軸ステージ１１ｘに設けられたＹ方向のガイド１３ｙ
に沿って移動可能に配置され、Ｙマイクロメータ１２ｙ
により移動調整できるように構成され、また、Ｚ軸ステ
ージ１１ｚは、Ｙ軸ステージ１１ｙに設けられたＺ方向
のガイド１３ｚに沿って移動可能に配置され、Ｚマイク
ロメータ１２ｚにより移動調整できるように構成されて
いる。ここで、ＸＹＺステージ１０のＺ軸ステージ１１
ｚによるＺ方向（上下方向）の移動調整について説明す
ると、Ｚ軸ステージ１１ｚは、Ｙ軸ステージ１１ｙに設
けられたＺ方向のガイド１３ｚに沿って移動可能に支持
され、Ｙ軸ステージ１２ｙの側面に突設されたブラケッ
ト１４ｚにＺマイクロメータ１２ｚを取付け、そのＺマ
イクロメータ１２ｚの軸部材の先端部はＺ軸ステージ１
１ｚの側面に突設された当接部材１５ｚに当接されてい
る。また、Ｚ軸ステージ１１ｚの他方の側面にはＺ軸ス
テージ１１ｚをＹ軸ステージ１１ｙに固定するための固
定ねじ１６ｚが配置されている。したがって、Ｚ軸ステ
ージ１１ｚをＹ軸ステージ１１ｙに対してＺ方向（上下
方向）に移動調整する際には、固定ねじ１６ｚを緩めて
Ｚ軸ステージ１１ｚを移動可能にした後に、Ｚマイクロ
メータ１２ｚを作動させてその軸部材を伸縮させること
により、当接部材１５を移動させてＺ軸ステージ１１ｚ
をＹ軸ステージ１１ｙ上のガイド１３ｚに沿ってＺ方向
に移動させることができ、Ｚ軸ステージ１１ｚのＺ方向
の位置を適宜調整することができる。また、Ｘ軸ステー
ジ１１ｘおよびＹ軸ステージ１１ｙにおいても、マイク
ロメータ１２（ｘ、ｙ）およびガイド１３（ｘ、ｙ）と
ともに、ブラケット１４（ｘ、ｙ）、当接部材１５
（ｘ、ｙ）および固定ねじ１６（ｘ、ｙ）等を同様に備
え、ＸＹＺステージ１０のＸ方向およびＹ方向の位置調
整は、Ｘマイクロメータ１２ｘ、Ｙマイクロメータ１２
ｙを用いて同様に行うことができる。
設され、Ｘ方向（左右方向）に移動調整可能なＸ軸ステ
ージ１１ｘとＹ方向（前後方向）に移動調整可能なＹ軸
ステージ１１ｙとＺ方向（上下方向）に移動調整可能な
Ｚ軸ステージ１１ｚとを有し、Ｘ軸ステージ１１ｘは、
ベース盤５に設けられたＸ方向のガイド１３ｘに沿って
移動可能に配置され、Ｘマイクロメータ１２ｘにより移
動調整できるように構成され、Ｙ軸ステージ１１ｙは、
Ｘ軸ステージ１１ｘに設けられたＹ方向のガイド１３ｙ
に沿って移動可能に配置され、Ｙマイクロメータ１２ｙ
により移動調整できるように構成され、また、Ｚ軸ステ
ージ１１ｚは、Ｙ軸ステージ１１ｙに設けられたＺ方向
のガイド１３ｚに沿って移動可能に配置され、Ｚマイク
ロメータ１２ｚにより移動調整できるように構成されて
いる。ここで、ＸＹＺステージ１０のＺ軸ステージ１１
ｚによるＺ方向（上下方向）の移動調整について説明す
ると、Ｚ軸ステージ１１ｚは、Ｙ軸ステージ１１ｙに設
けられたＺ方向のガイド１３ｚに沿って移動可能に支持
され、Ｙ軸ステージ１２ｙの側面に突設されたブラケッ
ト１４ｚにＺマイクロメータ１２ｚを取付け、そのＺマ
イクロメータ１２ｚの軸部材の先端部はＺ軸ステージ１
１ｚの側面に突設された当接部材１５ｚに当接されてい
る。また、Ｚ軸ステージ１１ｚの他方の側面にはＺ軸ス
テージ１１ｚをＹ軸ステージ１１ｙに固定するための固
定ねじ１６ｚが配置されている。したがって、Ｚ軸ステ
ージ１１ｚをＹ軸ステージ１１ｙに対してＺ方向（上下
方向）に移動調整する際には、固定ねじ１６ｚを緩めて
Ｚ軸ステージ１１ｚを移動可能にした後に、Ｚマイクロ
メータ１２ｚを作動させてその軸部材を伸縮させること
により、当接部材１５を移動させてＺ軸ステージ１１ｚ
をＹ軸ステージ１１ｙ上のガイド１３ｚに沿ってＺ方向
に移動させることができ、Ｚ軸ステージ１１ｚのＺ方向
の位置を適宜調整することができる。また、Ｘ軸ステー
ジ１１ｘおよびＹ軸ステージ１１ｙにおいても、マイク
ロメータ１２（ｘ、ｙ）およびガイド１３（ｘ、ｙ）と
ともに、ブラケット１４（ｘ、ｙ）、当接部材１５
（ｘ、ｙ）および固定ねじ１６（ｘ、ｙ）等を同様に備
え、ＸＹＺステージ１０のＸ方向およびＹ方向の位置調
整は、Ｘマイクロメータ１２ｘ、Ｙマイクロメータ１２
ｙを用いて同様に行うことができる。
【００２２】そして、ＸＹＺステージ１０におけるＺ軸
ステージ１１ｚの水平部片には、球面原器Ｗｏや被測定
物Ｗを取付け治具１７ａを介して保持するチャック１７
が、ねじとナット等からなる固定手段１８により着脱自
在に固定されている。したがって、チャック１７に取付
け治具１７ａを介して保持される球面原器Ｗｏや被測定
物Ｗは、Ｘ軸ステージ１１ｘとＹ軸ステージ１１ｙとＺ
軸ステージ１１ｚから構成されるＸＹＺステージ１０に
搭載されていることから、それぞれのマイクロメータ１
２ｘ、１２ｙ、１２ｚを作動させることにより、球面原
器Ｗｏや被測定物Ｗの位置をＸ方向（左右方向）、Ｙ方
向（前後方向）およびＺ方向（上下方向）に移動調整す
ることができる。
ステージ１１ｚの水平部片には、球面原器Ｗｏや被測定
物Ｗを取付け治具１７ａを介して保持するチャック１７
が、ねじとナット等からなる固定手段１８により着脱自
在に固定されている。したがって、チャック１７に取付
け治具１７ａを介して保持される球面原器Ｗｏや被測定
物Ｗは、Ｘ軸ステージ１１ｘとＹ軸ステージ１１ｙとＺ
軸ステージ１１ｚから構成されるＸＹＺステージ１０に
搭載されていることから、それぞれのマイクロメータ１
２ｘ、１２ｙ、１２ｚを作動させることにより、球面原
器Ｗｏや被測定物Ｗの位置をＸ方向（左右方向）、Ｙ方
向（前後方向）およびＺ方向（上下方向）に移動調整す
ることができる。
【００２３】測定子１およびリング２を分離して個別に
保持する測定具保持部材２０は、ベース盤５の後方に立
設された側面視逆Ｌ字状の支持部材６の上方前端部に設
けられたＸ方向（左右方向）のリニアガイド２３に沿っ
て移動可能に配設されており、測定具保持部材２０は、
それぞれ独立した２個のデジタル測長器２７のプローブ
２１、２２をＸ方向に所定の間隔（両プローブの中心間
距離）Ｌ1 （図１参照）をもって保持し、プローブ２１
の先端部には測定子１が取り付けられ、プローブ２２の
先端部にはリング２が取り付けられている。また、測定
具保持部材２０は、リニアガイド２３の左右両端部に取
り付けられている両ストッパ２４、２５の間をリニアガ
イド２３に沿ってＸ方向に移動可能であり、プローブ保
持部材２０が図１に図示するように右側のストッパ２４
に突き当たる時に測定具保持部材２０の左側端部と左側
のストッパ２５との距離Ｌ2 （すなわち、プローブ保持
部材２０の移動距離）は両プローブ２１、２２の間隔Ｌ
1 と同じになるように設定されている。これにより、測
定具保持部材２０が図１に図示するように右側のストッ
パ２５に突き当たっているときには、プローブ２２の先
端部に取り付けられているリング２がＸＹＺステージ１
０（ＸＹＺステージ１０に保持される球面原器Ｗｏある
いは被測定物Ｗ）に対向するように設定され、そして、
プローブ保持部材２０がＸ方向に移動して左側のストッ
パ２５に突き当たるときには、プローブ２１の先端部に
取り付けられている測定子１がＸＹＺステージ１０（Ｘ
ＹＺステージ１０に保持される球面原器Ｗｏあるいは被
測定物Ｗ）に対向するように設定されている。
保持する測定具保持部材２０は、ベース盤５の後方に立
設された側面視逆Ｌ字状の支持部材６の上方前端部に設
けられたＸ方向（左右方向）のリニアガイド２３に沿っ
て移動可能に配設されており、測定具保持部材２０は、
それぞれ独立した２個のデジタル測長器２７のプローブ
２１、２２をＸ方向に所定の間隔（両プローブの中心間
距離）Ｌ1 （図１参照）をもって保持し、プローブ２１
の先端部には測定子１が取り付けられ、プローブ２２の
先端部にはリング２が取り付けられている。また、測定
具保持部材２０は、リニアガイド２３の左右両端部に取
り付けられている両ストッパ２４、２５の間をリニアガ
イド２３に沿ってＸ方向に移動可能であり、プローブ保
持部材２０が図１に図示するように右側のストッパ２４
に突き当たる時に測定具保持部材２０の左側端部と左側
のストッパ２５との距離Ｌ2 （すなわち、プローブ保持
部材２０の移動距離）は両プローブ２１、２２の間隔Ｌ
1 と同じになるように設定されている。これにより、測
定具保持部材２０が図１に図示するように右側のストッ
パ２５に突き当たっているときには、プローブ２２の先
端部に取り付けられているリング２がＸＹＺステージ１
０（ＸＹＺステージ１０に保持される球面原器Ｗｏある
いは被測定物Ｗ）に対向するように設定され、そして、
プローブ保持部材２０がＸ方向に移動して左側のストッ
パ２５に突き当たるときには、プローブ２１の先端部に
取り付けられている測定子１がＸＹＺステージ１０（Ｘ
ＹＺステージ１０に保持される球面原器Ｗｏあるいは被
測定物Ｗ）に対向するように設定されている。
【００２４】また、測長器２７は、２個のプローブ２
１、２２の先端部にそれぞれ取り付けられている測定子
１およびリング２の位置を計測し、その計測値をそれぞ
れの測長器ディスプレー部２８、２９に表示するデジタ
ル測長器であり、また、測長器ディスプレー部２８、２
９のデジタル表示をそれぞれ「０」リセットすることが
できる機能を有するものである。
１、２２の先端部にそれぞれ取り付けられている測定子
１およびリング２の位置を計測し、その計測値をそれぞ
れの測長器ディスプレー部２８、２９に表示するデジタ
ル測長器であり、また、測長器ディスプレー部２８、２
９のデジタル表示をそれぞれ「０」リセットすることが
できる機能を有するものである。
【００２５】次に、以上のように構成される本発明の球
面曲率測定装置を用いて小径光学素子の球面曲率を測定
する手順について、図３も参照して説明する。なお、図
３は、凸形状の球面のΔＨを測定する際の「測定基準の
設定」と「被測定物のΔＨ測定」における測定子１、リ
ング２および球面原器Ｗｏ、被測定物Ｗの相対位置関係
を示す説明図である。
面曲率測定装置を用いて小径光学素子の球面曲率を測定
する手順について、図３も参照して説明する。なお、図
３は、凸形状の球面のΔＨを測定する際の「測定基準の
設定」と「被測定物のΔＨ測定」における測定子１、リ
ング２および球面原器Ｗｏ、被測定物Ｗの相対位置関係
を示す説明図である。
【００２６】（１） 準備 所定の測定子１およびリング２をデジタル測長器２
７にそれぞれ接続されるプローブ２１、２２の先端部に
それぞれ取り付ける。 測定子１およびリング２がチャック１７の上方に位
置しないように測定具保持部材２０を移動させる。
７にそれぞれ接続されるプローブ２１、２２の先端部に
それぞれ取り付ける。 測定子１およびリング２がチャック１７の上方に位
置しないように測定具保持部材２０を移動させる。
【００２７】（２） 測定基準の設定 球面原器Ｗｏをチャック１７に取付け治具１７ａを
介してセットする。 リング２が球面原器Ｗｏに衝突しないようにリング
２をやや持ち上げた状態で、測定具保持部材２０を右側
のストッパ２４に突き当たるまでＸ方向（横方向）に移
動させ、その後に、リング２を下降させて、リング２の
下方端部を球面原器Ｗｏに接触させる。 次いで、球面原器Ｗｏとリング２の中心を合わせ
る。すわなち、リング２の下方端部を球面原器Ｗｏに接
触させた状態で、測長器ディスプレー部２８のリング用
表示Ａの数値が最小になるように、ＸＹＺステージ１０
のＹマイクロメータ１２ｙとＸマイクロメータ１２ｘを
調整して、ＸＹＺステージ１０のＹ方向およびＸ方向の
位置を調整する。測長器ディスプレー部２８のリング用
表示Ａの数値が最小になる位置において、ＸＹＺステー
ジ１０を固定する。 そして、測長器ディスプレー部２８のリング用表示
Ａを「０」リセットする。この状態を図３の（ａ）に図
示する。 次いで、リング２を球面原器Ｗｏとの接触状態から
やや持ち上げた状態で、前述と同様の要領で、測定具保
持部材２０をＸ方向に移動させて、左側のストッパ２６
に突き当てる。そして、測定子１を球面原器Ｗｏに接触
させて、測長器ディスプレー部２９の測定子用表示Ｂを
「０」リセットする。この状態を図３の（ｂ）に図示す
る。これにより、測定基準の設定が完了する。
介してセットする。 リング２が球面原器Ｗｏに衝突しないようにリング
２をやや持ち上げた状態で、測定具保持部材２０を右側
のストッパ２４に突き当たるまでＸ方向（横方向）に移
動させ、その後に、リング２を下降させて、リング２の
下方端部を球面原器Ｗｏに接触させる。 次いで、球面原器Ｗｏとリング２の中心を合わせ
る。すわなち、リング２の下方端部を球面原器Ｗｏに接
触させた状態で、測長器ディスプレー部２８のリング用
表示Ａの数値が最小になるように、ＸＹＺステージ１０
のＹマイクロメータ１２ｙとＸマイクロメータ１２ｘを
調整して、ＸＹＺステージ１０のＹ方向およびＸ方向の
位置を調整する。測長器ディスプレー部２８のリング用
表示Ａの数値が最小になる位置において、ＸＹＺステー
ジ１０を固定する。 そして、測長器ディスプレー部２８のリング用表示
Ａを「０」リセットする。この状態を図３の（ａ）に図
示する。 次いで、リング２を球面原器Ｗｏとの接触状態から
やや持ち上げた状態で、前述と同様の要領で、測定具保
持部材２０をＸ方向に移動させて、左側のストッパ２６
に突き当てる。そして、測定子１を球面原器Ｗｏに接触
させて、測長器ディスプレー部２９の測定子用表示Ｂを
「０」リセットする。この状態を図３の（ｂ）に図示す
る。これにより、測定基準の設定が完了する。
【００２８】（３） 被測定物のΔＨ測定 球面原器Ｗｏをチャック１７から外した後に、被測
定物Ｗをチャック１７に取付け治具１７ａを介してセッ
トする。 前述した球面原器Ｗｏの時と同じ要領で、被測定物
Ｗとリング２の中心出しを行う。 そして、測長器ディスプレー部２８のリング用表示
Ａの数値が「０」になるように、ＸＹＺステージ１０の
Ｚ方向（上下方向）の位置をＺマイクロメータ１２ｚで
調整する。この状態を図３の（ｃ）に図示する。この操
作により、球面原器Ｗｏの球面の「弦」の基準位置と被
測定物Ｗの球面の「弦」の位置を合致させたことにな
る。 次いで、前述した球面原器Ｗｏの時と同じ要領で、
測定子１を被測定物Ｗに接触させ、測長器ディスプレー
部２９の測定子用表示Ｂの数値を読み取る。この状態を
図３の（ｄ）に図示する。この操作により、同じ「弦」
の測定基準で球面原器Ｗｏの「頂点」に対する被測定物
Ｗの「頂点」の相対位置（距離）ΔＨ（＝Ｈ−Ｈｏ）を
計測することができる。
定物Ｗをチャック１７に取付け治具１７ａを介してセッ
トする。 前述した球面原器Ｗｏの時と同じ要領で、被測定物
Ｗとリング２の中心出しを行う。 そして、測長器ディスプレー部２８のリング用表示
Ａの数値が「０」になるように、ＸＹＺステージ１０の
Ｚ方向（上下方向）の位置をＺマイクロメータ１２ｚで
調整する。この状態を図３の（ｃ）に図示する。この操
作により、球面原器Ｗｏの球面の「弦」の基準位置と被
測定物Ｗの球面の「弦」の位置を合致させたことにな
る。 次いで、前述した球面原器Ｗｏの時と同じ要領で、
測定子１を被測定物Ｗに接触させ、測長器ディスプレー
部２９の測定子用表示Ｂの数値を読み取る。この状態を
図３の（ｄ）に図示する。この操作により、同じ「弦」
の測定基準で球面原器Ｗｏの「頂点」に対する被測定物
Ｗの「頂点」の相対位置（距離）ΔＨ（＝Ｈ−Ｈｏ）を
計測することができる。
【００２９】以上の作業手順により、小径のレンズ等光
学素子の球面曲率を測定することができる。このよう
に、小径光学素子の球面曲率の測定に際して、小径の光
学素子に相応してリング径を小さくする必要があるため
に、小径のリング内に測定子を取り付けられない場合で
も、従来の簡易球面計と同様に容易にΔＨの測定を行う
ことができる。
学素子の球面曲率を測定することができる。このよう
に、小径光学素子の球面曲率の測定に際して、小径の光
学素子に相応してリング径を小さくする必要があるため
に、小径のリング内に測定子を取り付けられない場合で
も、従来の簡易球面計と同様に容易にΔＨの測定を行う
ことができる。
【００３０】また、凹形状の球面のΔＨを測定する際の
手順についても、前述したと同様の手順で測定すること
ができ、図４に凹形状の球面のΔＨを測定する際の「測
定基準の設定」と「被測定物のΔＨ測定」での測定子、
リングおよび球面原器、被測定物の相対位置関係を示
す。
手順についても、前述したと同様の手順で測定すること
ができ、図４に凹形状の球面のΔＨを測定する際の「測
定基準の設定」と「被測定物のΔＨ測定」での測定子、
リングおよび球面原器、被測定物の相対位置関係を示
す。
【００３１】なお、以上の説明においては、測長器とし
て、デジタル測長器を用いて説明したけれども、ダイヤ
ルゲージやその他の触針を用いて変位量を計測できる計
測器や光学スケールを用いた測長器を使用することもで
きる。
て、デジタル測長器を用いて説明したけれども、ダイヤ
ルゲージやその他の触針を用いて変位量を計測できる計
測器や光学スケールを用いた測長器を使用することもで
きる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リングと測定子を分離して個別に設置して、球面原器の
球面の弦と頂点の基準位置を個々に設定し、球面原器の
弦の基準位置に対して被測定物の球面の弦の位置を合致
させたときの球面原器の頂点に対する被測定物の頂点の
相対位置または距離を測定することによって、従来の簡
易球面計と同様に小径のレンズ等光学素子のΔＨ測定を
行うことができ、被測定物の径が小さく、これに相応し
て使用するリング径も小さくなるために不可能とされて
いた簡易球面計方式でのΔＨ測定を可能にする。
リングと測定子を分離して個別に設置して、球面原器の
球面の弦と頂点の基準位置を個々に設定し、球面原器の
弦の基準位置に対して被測定物の球面の弦の位置を合致
させたときの球面原器の頂点に対する被測定物の頂点の
相対位置または距離を測定することによって、従来の簡
易球面計と同様に小径のレンズ等光学素子のΔＨ測定を
行うことができ、被測定物の径が小さく、これに相応し
て使用するリング径も小さくなるために不可能とされて
いた簡易球面計方式でのΔＨ測定を可能にする。
【００３３】さらに、本発明の装置においては、安価で
あるため生産現場の需要に対応が容易であり、さらに、
測定操作が簡単で短時間で測定できるため、生産現場で
の使用に対応でき、また、装置がコンパクトで設置環境
や測定物の条件が限定されず、従来の簡易球面計のリン
グや測定子を採用することができる等の効果が挙げら
れ、小径のレンズ等光学素子のΔＨ測定にかかわる負荷
を大幅に削減できる。
あるため生産現場の需要に対応が容易であり、さらに、
測定操作が簡単で短時間で測定できるため、生産現場で
の使用に対応でき、また、装置がコンパクトで設置環境
や測定物の条件が限定されず、従来の簡易球面計のリン
グや測定子を採用することができる等の効果が挙げら
れ、小径のレンズ等光学素子のΔＨ測定にかかわる負荷
を大幅に削減できる。
【図１】本発明に係る簡易球面計方式での小径光学素子
の球面曲率測定装置の正面図である。
の球面曲率測定装置の正面図である。
【図２】本発明に係る簡易球面計方式での小径光学素子
の球面曲率測定装置の側面図である。
の球面曲率測定装置の側面図である。
【図３】本発明による凸形状の球面のΔＨを測定する際
の「測定基準の設定」と「被測定物のΔＨ測定」でのリ
ング、測定子、球面原器および被測定物の相対位置関係
を示す説明図である。
の「測定基準の設定」と「被測定物のΔＨ測定」でのリ
ング、測定子、球面原器および被測定物の相対位置関係
を示す説明図である。
【図４】本発明による凹形状の球面のΔＨを測定する際
の「測定基準の設定」と「被測定物のΔＨ測定」でのリ
ング、測定子、球面原器および被測定物の相対位置関係
を示す説明図である。
の「測定基準の設定」と「被測定物のΔＨ測定」でのリ
ング、測定子、球面原器および被測定物の相対位置関係
を示す説明図である。
【図５】従来の簡易球面計の概略図である。
【図６】従来の簡易球面計を用いて球面の曲率を測定す
る測定方法を示す図であり、（ａ）および（ｂ）はそれ
ぞれ球面原器を用いた基準合わせと被測定物のΔＨの測
定を説明するための概略図である。
る測定方法を示す図であり、（ａ）および（ｂ）はそれ
ぞれ球面原器を用いた基準合わせと被測定物のΔＨの測
定を説明するための概略図である。
Ｗ 被測定物 Ｗｏ 球面原器 １ 測定子 ２ リング ５ ベース盤 １０ ＸＹＺステージ １１ｘ Ｘ軸ステージ １１ｙ Ｙ軸ステージ １１ｚ Ｚ軸ステージ １２ｘ Ｘマイクロメータ １２ｙ Ｙマイクロメータ １２ｚ Ｚマイクロメータ １３（ｘ、ｙ、ｚ） ガイド １４（ｘ、ｙ、ｚ） ブラケット １５（ｘ、ｙ、ｚ） 当接部材 １６（ｘ、ｙ、ｚ） 固定ねじ １７ チャック １７ａ 取付け治具 １８ 固定部材 ２０ 測定具保持部材 ２１ （測定子取付け用）プローブ ２２ （リング取付け用）プローブ ２３ リニアガイド ２４、２５ ストッパ ２７ デジタル測長器 ２８、２９ 測長器ディスプレー部
Claims (3)
- 【請求項１】 小径光学素子の球面曲率を、簡易球面計
方式によって球面原器との「球面の頂点から弦までの高
さＨ」の差ΔＨにより読み取る球面曲率測定方法におい
て、 球面原器の球面の「弦」および「頂点」の基準位置を個
々に設定し、前記球面原器の「弦」の基準位置に対して
被測定物の球面の「弦」の位置を合致させたときの前記
球面原器の「頂点」に対する被測定物の「頂点」の相対
位置または距離によってΔＨの測定をすることを特徴と
する小径光学素子の球面曲率測定方法。 - 【請求項２】 測定基準となる球面原器の球面の弦とリ
ングの接触位置に対し、被測定物の球面の弦と前記リン
グの接触位置を合致させるための位置出し手段と、個別
に設置されるリングと測定子を球面原器あるいは被測定
物の球面に対し一定の位置関係で接触させるための位置
出し手段と、リングおよび測定子の球面原器あるいは被
測定物との接触位置を計測し表示する手段とを備えてい
ることを特徴とする小径光学素子の球面曲率測定装置。 - 【請求項３】 左右方向、前後方向および上下方向に移
動調整可能に設けられ測定基準となる球面原器あるいは
被測定物を搭載保持する保持ステージと、該保持ステー
ジの上方で左右方向に移動可能に配置されてリングと測
定子を分離して個別に保持する保持部材と、前記保持ス
テージに搭載保持される球面原器あるいは被測定物に対
する前記リングおよび前記測定子の接触位置を計測する
計測手段とを備えていることを特徴とする小径光学素子
の球面曲率測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000236379A JP2002048503A (ja) | 2000-08-04 | 2000-08-04 | 小径光学素子の球面曲率測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000236379A JP2002048503A (ja) | 2000-08-04 | 2000-08-04 | 小径光学素子の球面曲率測定方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002048503A true JP2002048503A (ja) | 2002-02-15 |
Family
ID=18728428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000236379A Pending JP2002048503A (ja) | 2000-08-04 | 2000-08-04 | 小径光学素子の球面曲率測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002048503A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113670173A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-11-19 | 陕西航天时代导航设备有限公司 | 一种球类零件球径检测装置及其球类零件球径检测方法 |
-
2000
- 2000-08-04 JP JP2000236379A patent/JP2002048503A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113670173A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-11-19 | 陕西航天时代导航设备有限公司 | 一种球类零件球径检测装置及其球类零件球径检测方法 |
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