JP2009198204A - Apparatus for measuring outer diameter of lens - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズの外径を測定するレンズ外径測定装置に関する。 The present invention relates to a lens outer diameter measuring device that measures the outer diameter of a lens.
従来、レンズの外径を測定する場合、ノギスやマイクロメータを用いて測定対象のレンズを挟持して測定することが多い。しかし、対象のレンズが小径である等の場合、精度の確保や測定操作が容易でなく、レンズの取り扱いのミスによりレンズの紛失等が起こる場合があるため、非接触式の方法で外径を測定することが好ましい。 Conventionally, when measuring the outer diameter of a lens, the measurement target lens is often held by using a caliper or a micrometer. However, when the target lens has a small diameter, etc., it is not easy to ensure accuracy and measurement operation, and the lens may be lost due to mishandling of the lens. It is preferable to measure.
非接触の状態で物品の外径を測定する装置としては、特許文献1に記載の装置が知られている。図6に示すように、この装置100は、測定対象である所定の長さの線条体105の端部を挟持して回転可能に構成された線条体挟持・回転機構部101と、線条体挟持・回転機構部101に挟持された線条体105の外径を非接触応対で測定できるレーザ外径測定ヘッド102が取り付けられた本体103と、本体103からの測定信号を受信して、線条体105の外径平均値、外径最大値、偏平度等を演算、表示、記録可能な演算装置104とを備えて構成されている。
しかしながら、特許文献1に記載の装置でレンズの外径を測定しようとすると、以下の問題がある。
特許文献1に記載の装置は、測定対象が線材であり、線条体挟持・回転機構部101等の各機構の構造がレンズ測定に適していない。具体的には、線条体挟持・回転機構部101は、単に線条体の端部を固定しているだけであるので、仮に測定対象のレンズがレーザ外径測定ヘッド102に対して傾いた状態で挟持固定されると、当該レンズの外径値は、実際よりも大きな値として計測される。上述の傾きを修正するための機構は、特許文献1に記載の装置には設けられていないため、このような場合、レンズの外径を正確に測定することができないという問題がある。
However, when trying to measure the outer diameter of the lens with the apparatus described in
In the apparatus described in
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、微小径のレンズであっても高精度に測定可能であり、レンズが傾いて取り付けられても正確に外径を測定することができるレンズ外径測定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 circumstances, and is a lens that can measure with high accuracy even with a minute diameter lens, and can accurately measure the outer diameter even when the lens is tilted. An object is to provide an outer diameter measuring device.
本発明は、レンズの外径を測定するためのレンズ外径測定装置であって、前記レンズの一方の光学面と接触して前記レンズを保持する保持部材と、前記保持部材に保持された前記レンズに径方向から光を照射する光源と、前記レンズを挟んで前記光源と対向した受光部とを有し、所定の断面における前記レンズの外径を非接触で測定可能な非接触外径測定部と、前記光源に対する前記保持部材の傾きを調節可能に構成された調節部と、前記保持部材及び前記調節部を自身の軸線回りに回転させるための回転機構と、前記非接触外径測定部と接続されて設けられ、前記非接触外径測定部からの信号に基づいて前記レンズの外径を演算する演算部とを備えることを特徴とする。 The present invention is a lens outer diameter measuring device for measuring an outer diameter of a lens, the holding member holding the lens in contact with one optical surface of the lens, and the holding member held by the holding member A non-contact outer diameter measurement that includes a light source that irradiates light from a radial direction to a lens and a light receiving unit that faces the light source across the lens, and that can measure the outer diameter of the lens in a predetermined cross section in a non-contact manner. An adjustment unit configured to be able to adjust the inclination of the holding member with respect to the light source, a rotation mechanism for rotating the holding member and the adjustment unit around its own axis, and the non-contact outer diameter measurement unit And a calculation unit that calculates the outer diameter of the lens based on a signal from the non-contact outer diameter measurement unit.
本発明のレンズ外径測定装置によれば、調節部によってレンズを保持した保持部材の傾きを変化させ、回転機構を回転させることによって、演算部によってレンズの外径が正確に測定される。 According to the lens outer diameter measuring device of the present invention, the outer diameter of the lens is accurately measured by the arithmetic unit by changing the inclination of the holding member holding the lens by the adjusting unit and rotating the rotating mechanism.
本発明のレンズ外径測定装置は、前記調節部によって前記保持部材の傾きを変化させながら前記演算部によって演算された前記レンズの外径値のうち、最小の値を検出して検知信号を出力する最小外径値告知部をさらに備えてもよい。この場合、最小外径値告知部がレンズ外径の最小値を検知して信号を出力するため、当該信号を手がかりにしてレンズの傾きが適切に調節され、より容易に正確な外径測定を行うことができる。 The lens outer diameter measuring device according to the present invention detects a minimum value of the outer diameter values of the lens calculated by the calculating unit and outputs a detection signal while changing the inclination of the holding member by the adjusting unit. A minimum outer diameter value notification unit may be further provided. In this case, since the minimum outer diameter value notification unit detects the minimum value of the lens outer diameter and outputs a signal, the tilt of the lens is appropriately adjusted using the signal as a clue, and more accurate and accurate outer diameter measurement is possible. It can be carried out.
前記保持部材は、前記レンズの外径に対応して複数設けられており、前記調節部に交換可能に取り付けられてもよい。この場合、レンズのおおよその外径に応じた適切な保持部材を選択して使用することにより、より精度の高い外径測定を行うことができる。 A plurality of the holding members may be provided corresponding to the outer diameter of the lens, and may be attached to the adjustment unit in a replaceable manner. In this case, the outer diameter can be measured with higher accuracy by selecting and using an appropriate holding member corresponding to the approximate outer diameter of the lens.
前記保持部材は、前記レンズの加工機に装着可能な形状を有するレンズヤトイであってもよい。この場合、加工機への着脱が容易であるので、レンズ加工中の加工精度の確認や、追加工等を容易に行うことができる。 The holding member may be a lens yatoi having a shape that can be attached to the lens processing machine. In this case, since it is easy to attach to and detach from the processing machine, it is possible to easily check the processing accuracy during lens processing, perform additional processing, and the like.
前記測定部は、前記保持部材に対して、前記回転機構の回転軸線方向に相対移動可能であってもよい。この場合、1つのレンズの異なる断面における外径測定をスムーズに行い、レンズ全体としての最大外径を容易に測定することができる。 The measurement unit may be movable relative to the holding member in a rotation axis direction of the rotation mechanism. In this case, it is possible to smoothly measure the outer diameter of different cross sections of one lens and easily measure the maximum outer diameter of the entire lens.
本発明のレンズ外径測定装置によれば、微小径のレンズであっても高精度に測定可能であり、レンズが傾いて取り付けられても正確に外径を測定することができる。 According to the lens outer diameter measuring apparatus of the present invention, even a lens with a minute diameter can be measured with high accuracy, and the outer diameter can be accurately measured even when the lens is mounted with an inclination.
本発明の第1実施形態について、図1から図4を参照して説明する。図1は、本実施形態のレンズ外径測定装置(以下、単に「外径測定装置」と称する。)1を示す斜視図であり、図2は、外径測定装置1の構成を示す図である。
図1及び図2に示すように、外径測定装置1は、レンズWを保持する保持部2と、保持部2の傾きを調節するための調節部3と、保持部2及び調節部3を回転させるための回転部4と、保持部2に保持されたレンズWの外径を非接触で測定する測定部(非接触外径測定部)5と、測定部5に接続された演算部6とを備えている。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing a lens outer diameter measuring apparatus (hereinafter simply referred to as “outer diameter measuring apparatus”) 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the outer
As shown in FIGS. 1 and 2, the outer
保持部2は、レンズWを吸着して保持するレンズホルダ(保持部材)7と、レンズホルダ7が取り付けられる固定部材8とを有する。レンズホルダ7は、図示しない吸引機構と接続されており、レンズWの一方の光学面Waが吸着されて保持される。固定部材8は、調節部3の上面の揺動ステージ(後述)上に、揺動ステージと同軸となるように取り付けられており、レンズホルダ7が着脱自在に固定される。
レンズホルダ7と固定部材8との固定手段としては、各種の機構を採用することができる。本実施形態においては、固定部材8の軸線上に突出して設けられた雄ネジ部8Aに、レンズホルダ7の雌ネジ部7Aが嵌合することによって両者が一体に固定されている。
なお、レンズホルダ7は、レンズを吸着保持する吸着面の大きさが異なるものが複数種類用意されており、測定対象のレンズのおおよその径に合わせて、適宜選択することができる。
The
Various mechanisms can be adopted as a fixing means between the
Note that a plurality of types of
調節部3の上面は、図1に矢印で示すα及びβ方向にあおり移動可能な揺動ステージ3Aとなっている。揺動ステージ3Aの下方には、揺動ステージ3Aをα方向に移動させるための第1調節ステージ3Bと、揺動ステージ3Aをβ方向に移動させるための第2調節ステージ3Cとが積層されている。調節部3としては、公知のゴニオステージ等を採用することが可能である。
The upper surface of the adjusting
回転部4は、調節部3の下方に取り付けられたスピンドル(回転機構)9と、スピンドル9を回転させるための一対のプーリ10A及び10Bとを有している。
スピンドル9は、調節部3と同軸となるように取り付けられている。スピンドル9の下方にはスピンドル9の回転軸9Aと同軸の連結軸9Bが延びており、スピンドル9は連結軸9Bを介してプーリ10Aと連結されている。
The rotating unit 4 includes a spindle (rotating mechanism) 9 attached below the adjusting
The spindle 9 is attached so as to be coaxial with the adjusting
プーリ10Aは、もう一方のプーリ10Bとベルト11によって連結されている。プーリ10Bは、ハンドル12と同軸に連結されており、ユーザがハンドル12を回転させると、連動して回転するプーリ10Bの回転がベルト11を介してプーリ10Aに伝達され、調節部3及び調節部3に固定された保持部2を、スピンドル9の軸線(回転軸9A)回りに回転させることができる。第1調節ステージ3B及び第2調節ステージ3Cの揺動中心は、スピンドル9の軸線上に位置するように設定されている。
The pulley 10 </ b> A is connected to the other pulley 10 </ b> B and the
測定部5は、光源部13と、受光部14とを有している。光源部13と受光部14とは、レンズWを径方向、すなわち光学面Waと略平行の方向(すなわち外周面Wb側)からレンズWを挟んで互いに対向するように配置されている。光源部13からは、帯状の平行光が照射される。照射された平行光は、レンズWによって一部遮られて受光部14に到達する。受光部14で受光された光は、光量に応じた信号として演算部6に送られ、処理されることによってレンズWの外径を非接触で測定することができる。
また、測定部5は、図示しない移動機構によってスピンドル9の軸線(回転軸線)と平行に上下に移動することができ、レンズWの異なる断面の外径を測定することができる。
The
Further, the
演算部6は、受光部14からの信号を処理する演算回路15と、演算回路15の算出値に応じて信号を発信する告知部(最小外径値告知部)16と、演算回路15の演算結果を表示するための表示部17とを有する。演算部6は、測定部5に接続されたパソコン等の機器によって構成されてもよい。
The
演算回路15は、受光部14からの信号に基づいて、レンズWによって光源部13からの光が遮られた領域を算出し、当該領域の任意の水平断面(すなわち、スピンドル9の軸線と直交する方向の断面)における寸法を外径値として算出する。
The
告知部16は、調節部3の各調節ステージ3B、3Cが操作された際の任意の水平断面におけるレンズWの外径値をモニターし、最小値を検出したときに信号を出力する。詳細は後述する。
表示部17は、各種ディスプレイ等の公知の構成を採用することができ、演算回路15と一体に設けられてもよいし、演算回路15と接続された別体の機器であってもよい。
The
The
上記のように構成された外径測定装置1の使用時の動作について、以下に説明する。
ユーザは、測定対象のレンズWに適した大きさの吸着面を有するレンズホルダ7を選択して、固定部材8にネジ嵌合させて固定する。そして、レンズホルダ7の吸着面にレンズWの一方の光学面Waを吸着させて、レンズWをレンズホルダ7に保持させる。このとき、レンズWは、レンズホルダ7に無作為にのせた状態で保持されるので、レンズWの光軸はスピンドル9の回転軸9Aと一致しているとは限らず、多くの場合、光軸が回転軸9Aと一定の傾きを有した状態で保持されている。
The operation | movement at the time of use of the outer
The user selects the
レンズWの光軸がスピンドル9の回転軸9Aに対して傾いた状態で外径測定を行うと、図3に示すように、レンズWの外径の値が、実際の外径値φAよりも大きいφBとして測定されることがある。これを防いで正確に外径を測定するために、調節部3を操作してレンズWの向きを調節する。以下にこの調節手順について説明する。
When the outer diameter is measured in a state where the optical axis of the lens W is inclined with respect to the
まずユーザは、測定部5の光源部13から平行光を出射させ、当該平行光と第1調節ステージ3Bのあおり方向とが直角をなすように、ハンドル12を回転させてスピンドル9及び調節部3を回転させ、第1調節ステージ3Bの位置を調節する。
First, the user emits parallel light from the
平行光と第1調節ステージ3Bのあおり方向とのなす角度が直角となったら、ユーザは、ツマミを操作して、第1調節ステージ3Bをα方向に揺動させる。揺動中、演算部6の演算回路15は受光部14からの信号に基づいてレンズWの外径を算出する。演算回路15は算出された外径値が最小値を更新するごとに当該最小値を記憶する。最小値が検出されたときは、告知部16から最小値である旨を知らせる信号が出力される。この信号は、音声として出力されてもよいし、表示部17に視覚的な情報として表示されてもよい。
When the angle formed between the parallel light and the tilting direction of the
レンズWの外径値は、適正に加工されていない等の稀な例外を除き、レンズWの光軸がスピンドル9の回転軸9Aと一致するときに最小となる。ユーザは、告知部16からの信号を指標として第1調節ステージ3Bを揺動させ、外径値が最小となるポイントで第1調節ステージ3Bを固定する。これで、レンズWのα方向における傾き調節が完了する。
The outer diameter value of the lens W is minimized when the optical axis of the lens W coincides with the
レンズWのα方向における傾き調節が完了したあと、ユーザはハンドル12を操作してスピンドル9を回転させ、光源部13からの平行光と第2調節ステージ3Cのあおり方向とが直角をなすように第2調節ステージ3Cの位置を調節する。そして、第2調節ステージ3Cを上述の第1調節ステージ3Bと同様に操作して、レンズWのβ方向における傾き調節を行う。β方向における傾き調節が終了すると、レンズWの光軸とスピンドル9の回転軸9Aとが略一致した状態となり、正確な外径測定が可能な状態となる。
After the adjustment of the inclination of the lens W in the α direction is completed, the user operates the
その後ユーザは、ハンドル12を操作して、調節部3及び保持部2を360度以上回転させる。回転中、演算回路15は、レンズWの外径値を算出し続け、最大の値をレンズWの確定外径値として表示部17に表示する。
なお、レンズWが所定値以上の厚みを持っている等の理由で、例えば図4に示すようにH1、H2、H3の3つの断面における外径測定を行いたい場合は、図示しない移動機構によって測定部5を各断面の高さに移動させて、それぞれの断面において外径測定を行えばよい。
Thereafter, the user operates the
If the lens W has a thickness equal to or greater than a predetermined value, for example, when it is desired to measure the outer diameter at three cross sections H1, H2, and H3 as shown in FIG. The
本実施形態の外径測定装置1によれば、スピンドル9に同軸に設置された調節部3によって、保持部2のレンズホルダ7に保持されたレンズWの傾きを調節することができるので、レンズWがスピンドル9の回転軸線に対して傾きを有する状態でレンズホルダ7に保持されても、的確にレンズWの傾き調節を行って正確に外径を測定することができる。
According to the outer
また、調節部3を操作してレンズWの傾きを調節する際に、レンズWの外径値が最小となると告知部16が信号を出力するので、ユーザはレンズWの光軸とスピンドル9の回転軸9Aとが略一致するポイントを容易に認知して調節部3の調節操作を行うことができる。
Further, when adjusting the inclination of the lens W by operating the adjusting
さらに、測定部5が、スピンドル9の軸線と平行に上下に移動することができるように構成されているので、レンズWの異なる複数の断面において容易に外径測定を行うことができる。
Further, since the measuring
本実施形態においては、測定部5に図示しない移動機構が設けられている例を説明したが、測定部5が保持部2に対してスピンドル9の軸線と平行に相対移動可能でさえあれば、レンズWの異なる複数の断面の外径測定を容易に行うことができる。したがって、測定部5に移動機構を設けるのに代えて、スピンドル9又は調節部4等に、スピンドル9の軸線方向に沿って移動可能となるように移動機構を設けてもよい。
In the present embodiment, an example in which a movement mechanism (not shown) is provided in the
次に本発明の第2実施形態の外径測定装置について、図5を参照して説明する。本実施形態の外径測定装置21と、上記第1実施形態の外径測定装置1との異なるところは、レンズの傾き調節を含む一連の測定工程を自動で行えるように構成されている点である。
なお、上記第1実施形態に既出の各構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
Next, an outer diameter measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The difference between the outer
In addition, about each structure already mentioned in the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図5は、外径測定装置21の全体の構成を示す図である。外径測定装置21は、調節部3及び回転部26の動作を制御するための制御部22を備えている。
FIG. 5 is a diagram showing the overall configuration of the outer
レンズWは他の加工機に着脱可能な形状を有するレンズヤトイ23にヤニ等で貼りつけられて保持されている。すなわち、本実施形態では、レンズヤトイ23が保持部材として機能する。保持部24のレンズホルダ25は、レンズヤトイ23を嵌合固定可能な形状に形成されている。
The lens W is held by being attached to a
調節部3の各調節ステージ3B、3Cには、図示しないモータ等の駆動機構が設けられており、制御部22に接続されている。そして、制御部22の制御によってあおり移動が可能となっている。
Each
回転部26のスピンドル9の回転軸9Aと同軸の連結軸9Bには、カップリング27を介してエンコーダ28が取り付けられている。エンコーダ28は、制御部22に取り付けられており、スピンドル9の回転量を制御部22が認識可能となっている。
また、プーリ10Bには、モータ29が取り付けられており、モータ29は制御部22に接続されている。したがって、制御部22の制御によってモータ29が駆動されてスピンドル9を回転させることができる。
An
A
制御部22は、パソコン30に接続されている。さらに、演算部6もパソコン30に接続されている。
他の例として、制御部22及び演算部6がパソコン30内に格納され、制御部22、及び告知部16や表示部17を含む演算部6の機能をパソコン30が果たすように外径測定装置21が構成されてもよい。
The
As another example, an outer diameter measuring device in which the
上記のように構成された外径測定装置21においては、レンズヤトイ23にレンズWを保持させて保持部24に固定し、ユーザが外径測定装置21を起動すると、制御部22がモータ29及び調節部3を動作させ、演算部6の検出値に基づいて自動的にレンズWの傾き調節を行う。その後、モータ29を介してスピンドル9を回転させながら測定部5及び演算部6を用いて自動的に外径の測定を行う。
In the outer
本実施形態の外径測定装置21によれば、制御部22が各機構を制御することによって一連の外径測定作業が自動的に行われる。したがって、ユーザはレンズヤトイ23にレンズWを保持して保持部24にセットするだけで正確な外径測定を容易に行うことができる。
また、レンズWを保持する保持部材が、他の加工機に着脱可能なレンズヤトイ23であるので、加工中又は加工後の精度評価、あるいは形状評価後の追加工を容易に行うことができる。
According to the outer
Further, since the holding member that holds the lens W is the
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1、21 レンズ外形測定装置
3 調節部
5 測定部(非接触外径測定部)
6 演算部
7 レンズホルダ(保持部材)
9 スピンドル(回転機構)
13 光源部
14 受光部
16 告知部(最小外径値告知部)
23 レンズヤトイ(保持部材)
1, 21 Lens external
6
9 Spindle (rotating mechanism)
13
23 Lens Yatoi (holding member)
Claims (5)
前記レンズの一方の光学面と接触して前記レンズを保持する保持部材と、
前記保持部材に保持された前記レンズに径方向から光を照射する光源と、前記レンズを挟んで前記光源と対向した受光部とを有し、所定の断面における前記レンズの外径を非接触で測定可能な非接触外径測定部と、
前記光源に対する前記保持部材の傾きを調節可能に構成された調節部と、
前記保持部材及び前記調節部を自身の軸線回りに回転させるための回転機構と、
前記非接触外径測定部と接続されて設けられ、前記非接触外径測定部からの信号に基づいて前記レンズの外径を演算する演算部と、
を備えることを特徴とするレンズ外径測定装置。 A lens outer diameter measuring device for measuring the outer diameter of a lens,
A holding member that holds the lens in contact with one optical surface of the lens;
A light source that irradiates light from the radial direction to the lens held by the holding member; and a light receiving portion that faces the light source across the lens, and the outer diameter of the lens in a predetermined cross section is contactless A non-contact outer diameter measuring unit capable of measurement;
An adjustment unit configured to be able to adjust the inclination of the holding member with respect to the light source;
A rotation mechanism for rotating the holding member and the adjusting portion about its own axis;
A calculation unit that is connected to the non-contact outer diameter measurement unit and calculates an outer diameter of the lens based on a signal from the non-contact outer diameter measurement unit;
A lens outer diameter measuring device comprising:
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