JP2019015567A - レンズ偏芯測定治具およびレンズ偏芯測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ偏芯測定治具およびレンズ偏芯測定装置を提供する。【解決手段】レンズの偏芯測定に用いられるレンズ偏芯測定治具１０であって、レンズ１が載置されるレンズ載置領域を有するレンズ支持部１２と、レンズ載置領域の外周に位置し、レンズの外周縁と接触可能な３つ以上の保持部材と、を有し、少なくとも１つの保持部材は、レンズを回転させるレンズ回転機構を有するレンズ回転保持部材３０であり、少なくとも２つの保持部材は、レンズ載置領域の外周から内周へ向かう径方向に移動可能な移動可能保持部材２１である、レンズ偏芯測定治具。【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ偏芯測定治具およびレンズ偏芯測定装置に関する。

従来、レンズ偏芯測定装置において、測定対象のレンズを回転可能に支持するレンズ偏芯測定治具を備えた構成が知られている（特許文献１参照）。

特開２００５−２２１４７１号公報

上記のレンズ偏芯測定治具では、レンズが載置される載置面に設けられた２本の基準支柱によってレンズを位置合わせする構成であった。そのため、異なるレンズ径のレンズを測定するためには、レンズ径ごとに別々の治具を用意する必要があった。

本発明の一態様は、異なるレンズ径のレンズを保持可能なレンズ偏芯測定治具、および異なるレンズ径のレンズを測定可能なレンズ偏芯測定装置を提供することを目的の一つとする。

本発明の一態様によれば、レンズの偏芯測定に用いられるレンズ偏芯測定治具であって、前記レンズが載置されるレンズ載置領域を有するレンズ支持部と、前記レンズ載置領域の外周に位置し、前記レンズの外周縁と接触可能な３つ以上の保持部材と、を有し、少なくとも１つの前記保持部材は、前記レンズを回転させるレンズ回転機構を有するレンズ回転保持部材であり、少なくとも２つの前記保持部材は、前記レンズ載置領域の外周から内周へ向かう径方向に移動可能な移動可能保持部材である、レンズ偏芯測定治具が提供される。

本発明の一態様によれば、異なるレンズ径のレンズを保持可能なレンズ偏芯測定治具が提供される。
本発明の一態様によれば、異なるレンズ径のレンズを測定可能なレンズ偏芯測定装置が提供される。

図１は、実施形態のレンズ偏芯測定装置を示す断面図である。 図２は、レンズ偏芯測定治具の平面図である。 図３は、レンズ支持部を示す平面図である。 図４は、図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

図１は、本実施形態のレンズ偏芯測定装置を示す断面図である。図２は、レンズ偏芯測定治具の平面図である。図３は、レンズ支持部を示す平面図である。図４は、図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

以下では、測定対象のレンズを水平に支持した状態で、レンズの鉛直下方から測定光を照射し、レンズを透過して鉛直上方へ射出される測定光を検出する構成について説明する。本明細書では、図１に示すように、レンズ１が載置されるレンズ載置領域１２０の平面視中心を通り、鉛直方向に延びる軸を基準軸Ｊとし、レンズ載置領域１２０においてレンズが載置される面を基準面Ｓとする。基準面Ｓは基準軸Ｊに直交する面である。基準軸Ｊの軸方向において、基準面Ｓからレンズ１側へ向かう方向を上方向、レンズ１と反対側へ向かう方向を下方向として、各部の形状や位置関係を説明する。

レンズ偏芯測定装置１００は、図１に示すように、測定対象のレンズ１を保持するレンズ偏芯測定治具１０と、レンズ偏芯測定治具１０の下側に配置された光源装置５０と、レンズ偏芯測定治具１０の上側に配置された測定装置６０と、を備える。レンズ偏芯測定装置１００は、光源装置５０がレンズ偏芯測定治具１０の上側に配置され、測定装置６０がレンズ偏芯測定治具１０の下側に配置される構成であってもよい。

レンズ偏芯測定装置１００は、レンズ１の光軸心と外径心との偏芯を透過方式で測定する。測定対象のレンズ１としては、例えば、単体の凸レンズ、凹レンズ、メニスカスレンズ等が挙げられる。レンズ１は、レンズ枠を有していてもよい。また、レンズ１としては、複数のレンズを備えたレンズ鏡筒であってもよい。

レンズ偏芯測定治具１０は、円板状の治具本体１１と、治具本体１１の中央部に固定される円柱状のレンズ支持部１２と、レンズ支持部１２の外周部に配置される第１調整ねじ２１（移動可能保持部材）および第２調整ねじ２２（移動可能保持部材）と、レンズ支持部１２の外周側に配置されるレンズ回転保持部材３０と、を有する。第１調整ねじ２１、第２調整ねじ２２、およびレンズ回転保持部材３０は、いずれも、レンズ１の外周縁と接触可能な保持部材である。

治具本体１１は、円板状の板状部１１１と、板状部１１１の中央部を軸方向に貫通する貫通孔１１２と、板状部１１１の上側に開口し径方向に延びる２本の溝部１１３、１１４と、を有する。溝部１１３、１１４の径方向内側の端部は、貫通孔１１２内に開口し、径方向外側の端部は板状部１１１の外周面に開口する。板状部１１１は、溝部１１３、１１４の底部に、板状部１１１を軸方向に貫通する長孔１１３ａ、１１４ａを有する。長孔１１３ａは溝部１１３に沿って延びる。長孔１１４ａは溝部１１４に沿って延びる。

レンズ支持部１２は、軸方向に延びる円柱状の支持部本体１２１と、支持部本体１２１の平面視における中心を軸方向に貫通する貫通孔１２１ａと、支持部本体１２１の上面外周部から上側へ延びる半円筒状の支持壁部１２２と、を有する。
レンズ支持部１２は、支持部本体１２１の上面中央部に、レンズ１が載置されるレンズ載置領域１２０を有する。レンズ支持部１２の貫通孔１２１ａは、レンズ載置領域１２０の内側に開口する。本実施形態において、支持部本体１２１の上面がレンズ偏芯測定装置１００における基準面Ｓである。

レンズ支持部１２の外周面１２３は、治具本体１１の貫通孔１１２よりも大きい径を有する第１外周面１２３ａと、第１外周面１２３ａの下側に位置し、貫通孔１１２よりも小さい径を有する第２外周面１２３ｂと、第１外周面１２３ａと第２外周面１２３ｂとの間に位置する段差部１２３ｃと、を有する。レンズ支持部１２の第２外周面１２３ｂは、治具本体１１の上側から貫通孔１１２に挿入される。段差部１２３ｃは板状部１１１の上面に突き当てられ、レンズ支持部１２の軸方向の移動を阻止する。

支持壁部１２２は、支持壁部１２２を厚さ方向（レンズ支持部１２の径方向）に貫通する雌ねじ部１２４、および雌ねじ部１２５を有する。雌ねじ部１２４には、第１調整ねじ２１が嵌合される。雌ねじ部１２５には、第２調整ねじ２２が嵌合される。

第１調整ねじ２１は、雄ねじ部２１ａと、雄ねじ部２１ａの一方の端部に位置するノブ２１ｂと、雄ねじ部２１ａの他方の端部に位置する先細りの凸状部２１ｃと、を有する。第２調整ねじ２２は、雄ねじ部２２ａと、雄ねじ部２２ａの一方の端部に位置するノブ２２ｂと、雄ねじ部２２ａの他方の端部に位置する先細りの凸状部２２ｃと、を有する。第１調整ねじ２１および第２調整ねじ２２は、雌ねじ部１２４および雌ねじ部１２５に、それぞれ径方向外側から挿入される。第１調整ねじ２１は凸状部２１ｃにおいてレンズ１と接触する。第２調整ねじ２２は凸状部２２ｃにおいてレンズ１と接触する。ノブ２１ｂ、２２ｂは、支持壁部１２２の径方向外側に配置される。

レンズ支持部１２は、図３および図４に示すように、支持部本体１２１の上面に、雌ねじ部１２４の内周側の端部から径方向内側へ延びる溝部１２４ａと、雌ねじ部１２５の内周側の端部から径方向内側へ延びる溝部１２５ａと、を有する。
溝部１２４ａ、１２５ａは、雌ねじ部１２４、１２５に連続するねじ溝を内面に有する。この構成によれば、第１調整ねじ２１および第２調整ねじ２２が嵌合するねじ溝が増えるため、第１調整ねじ２１および第２調整ねじ２２が傾きにくくなり、レンズ１を安定に支持できる。また、雌ねじ部１２４と溝部１２４ａ、および雌ねじ部１２５と溝部１２５ａを、それぞれ一工程で加工できるため、効率よく製造できる。
なお、溝部１２４ａ、１２５ａは、ねじ溝を有さない溝であってもよい。

溝部１２４ａ、１２５ａには、支持壁部１２２の内周面から径方向内側へ突出する第１調整ねじ２１および第２調整ねじ２２の一部がそれぞれ収容される。この構成により、第１調整ねじ２１および第２調整ねじ２２の一部が、支持部本体１２１の上面よりも下側に位置する。これにより、レンズ１が第１調整ねじ２１および第２調整ねじ２２の下側に入り込むのを防げる。

レンズ回転保持部材３０は、図１および図２に示すように、スライドブロック３１と、スライドブロック３１の上面に位置するレンズ回転機構３２と、スライドブロック３１を治具本体１１に固定する固定機構３３と、を有する。

スライドブロック３１は、治具本体１１の溝部１１４内に挿入され、溝部１１４内を径方向に移動可能である。スライドブロック３１の上面は、高さの異なる第１面１３１と第２面１３２とを含む階段状である。径方向内側に位置する第１面１３１には、スライドブロック３１を軸方向に貫通する貫通孔３１ａが開口する。径方向外側に位置する第２面１３２には、スライドブロック３１を軸方向に貫通する貫通孔３１ｂが開口する。

レンズ回転機構３２は、円板状の回転体１３５と、回転体１３５を支持する支持軸１３６とを有する。回転体１３５は、円環状のホイール１３５ａと、ホイール１３５ａの外周面に配置される円環状の弾性部材１３５ｂとを有する。ホイール１３５ａは、支持軸１３６に回転可能に支持される。支持軸１３６は、貫通孔３１ａに圧入されて固定される。回転体１３５の厚さは、第１面１３１と第２面１３２との間の段差高さと同等である。

固定機構３３は、貫通孔３１ｂに下側から挿入されるボルト１３７と、ボルト１３７の先端部に嵌合するノブナット１３８とを有する。ボルト１３７は、治具本体１１の下面から、溝部１１４の長孔１１４ａを通って貫通孔３１ｂに挿入される。ボルト１３７のボルト頭部１３７ａは、治具本体１１の下面に突き当てられる。固定機構３３は、ボルト頭部１３７ａとノブナット１３８とにより、治具本体１１とスライドブロック３１を挟み込んで固定する。

図２に示す基準線Ｆは、基準面Ｓ上において、レンズ載置領域１２０の中心と、レンズ回転保持部材３０のレンズ載置領域１２０側の先端３０ａとを通る直線である。レンズ回転保持部材３０の先端３０ａは、回転体１３５とレンズ１との接触点である。
第１調整ねじ２１と第２調整ねじ２２とは、基準線Ｆに対して、線対称に配置される。これにより、回転体１３５からレンズ１に回転力が伝達される先端３０ａに対して、第１調整ねじ２１がレンズ１を支持する位置と、第２調整ねじ２２がレンズ１を支持する位置とが等距離に配置される。したがって、レンズ１を回転させたときに、バランスよくレンズ１を保持でき、レンズ１の位置ずれや脱落を抑制できる。

光源装置５０は、レンズ１に向けて測定光を射出する。光源装置５０は、例えばレーザ光源と、レーザ光源から射出されるレーザ光をレンズ１の表面に導く光学系とを含む。
測定装置６０は、レンズ１を透過した測定光を検出する。
測定装置６０は、例えばＣＣＤカメラからなる撮像部と、レンズ１を透過した測定光をＣＣＤカメラに導く光学系とを含む。測定装置６０は、撮像部において取得された測定光の軌跡からレンズ１の偏芯量を算出する演算部を含んでいてもよい。

（レンズ偏芯測定）
以下、レンズ偏芯測定装置１００を用いたレンズ偏芯測定について説明する。
測定に際して、測定対象のレンズ１は、レンズ偏芯測定治具１０のレンズ支持部１２に設置される。
レンズ１の設置に先だって、レンズ回転保持部材３０の固定機構３３が弛められる。その後、スライドブロック３１が治具本体１１の径方向外側へ移動される。これにより、回転体１３５がレンズ支持部１２から後退し、レンズ支持部１２の上面にレンズ１を設置するスペースが空く。

レンズ１は、第１調整ねじ２１の先端と、第２調整ねじ２２の先端と、回転体１３５とに囲まれるレンズ載置領域１２０に設置される。その後、スライドブロック３１がレンズ支持部１２側へ移動される。レンズ１は回転体１３５に押され、第１調整ねじ２１の先端および第２調整ねじ２２の先端に突き当てられる。回転体１３５の弾性部材１３５ｂがレンズ１を押す位置で、固定機構３３が締め込まれ、スライドブロック３１が固定される。レンズ１は、第１調整ねじ２１の先端、第２調整ねじ２２の先端、および回転体１３５の外周面により支持される。測定者は、回転体１３５を手指等により回転させることで、レンズ支持部１２に支持されたレンズ１を軸周りに回転させることができる。

レンズ偏芯測定治具１０では、図１に示すように、第１調整ねじ２１は、円錐状の凸状部２１ｃの側面においてレンズ１の外周縁と接触する。凸状部２１ｃの頂点は、第１調整ねじ２１の中心軸Ｏ上に位置し、レンズ１の外周縁の上端よりも上側に位置する。これにより、凸状部２１ｃの側面の下側を向く部分がレンズ１の外周縁の上端と接触し、レンズ１は凸状部２１ｃにより上から下へ押さえつけられるように保持される。よって、レンズ１を回転させたときに、レンズ１が上側へ浮いてしまうことが抑制される。第２調整ねじ２２も同様に、先端の凸状部２２ｃの下側を向く部分によりレンズ１と接触し、レンズ１の浮きを抑制する。

凸状部２１ｃ、２２ｃが円錐状であることにより、第１調整ねじ２１および第２調整ねじ２２を回転させたときにも、レンズ１と接触する面の形状が一定になる。したがって、第１調整ねじ２１および第２調整ねじ２２は、異なる径の複数種類のレンズ１を安定して保持可能である。

回転体１３５の外周部に配置される弾性部材１３５ｂは、レンズ１と接触する部位において弾性変形する。これにより、回転体１３５がレンズ１を押し続けるので、レンズ１を回転させたときに、レンズ１と回転体１３５との滑りを抑制できる。測定者は、レンズ１を円滑に精度よく回転させることができる。

弾性部材１３５ｂの上端１３５ｃは、図１に示すように、第１調整ねじ２１の中心軸Ｏの高さ位置よりも上側に位置する。これにより、レンズ１の高さ（軸方向長さ）が変わった場合にも、レンズ１の外周面に弾性部材１３５ｂを接触させることができ、滑り止め効果を得ることができる。

また、弾性部材１３５ｂが、軸方向においてレンズ１の外周端の上側にまで延びているため、レンズ１は、弾性部材１３５ｂの下側部分に押し込まれ、弾性部材１３５ｂの上側部分はレンズ１の外周縁に上側から被さる。これにより、レンズ１の外周縁が弾性部材１３５ｂによって上側から押さえられ、レンズ１の浮きが抑制される。

レンズ１の偏芯を測定するには、光源装置５０からレンズ１に測定光Ｌが照射され、レンズ１を透過した測定光Ｌ１が測定装置６０により検出される状態とする。測定者は、回転体１３５を操作してレンズ１を回転させる。レンズ１を回転させたときの測定光Ｌ１の軌跡が測定装置６０により取得される。測定者は、取得された測定光Ｌ１の軌跡に基づいて、レンズ１の偏芯量を算出可能である。

以上の構成を備えたレンズ偏芯測定治具１０は、レンズ１を支持する保持部材として、第１調整ねじ２１および第２調整ねじ２２を備える。第１調整ねじ２１および第２調整ねじ２２は、ノブ２１ｂおよびノブ２２ｂを操作して回転させるだけで、支持壁部１２２からレンズ載置領域１２０への突出量を調整でき、かつ固定できる。これにより、１つのレンズ偏芯測定治具１０によって、異なるサイズの複数種類のレンズ１をレンズ載置領域１２０の中心に配置できる。レンズ偏芯測定治具１０を備えるレンズ偏芯測定装置１００によれば、異なる種類のレンズ１であっても効率よく偏芯を測定可能である。

本実施形態では、移動可能保持部材として、第１調整ねじ２１および第２調整ねじ２２を挙げて説明したが、この構成に限定されない。移動可能保持部材としては、レンズ支持部１２の径方向に移動可能な部材であれば用いることが可能である。具体的に、移動可能保持部材として、棒状の部材を用いると、レンズ載置領域１２０の径方向に円滑に移動可能である。例えば、移動可能保持部材は、金属、樹脂、セラミックス等からなる丸棒や角棒であってもよい。移動可能保持部材として丸棒や角棒を用いる場合、支持壁部１２２に、移動可能保持部材を固定する機構を設けてもよい。固定機構としては、移動可能保持部材の外側面を締め込んで固定する固定ねじなどが挙げられる。

移動可能保持部材として、ねじ機構を有さない丸棒や角棒を用いる場合には、レンズ１と接触する先端部に下側（レンズ載置領域１２０側）を向いた傾斜面を設けてもよい。すなわち、移動可能保持部材の先端に、レンズ１の径方向外側に向かうに従って下側に位置する傾斜面を設けてもよい。あるいは、移動可能保持部材の先端部に、第１調整ねじ２１と同様の凸状部を設けてもよい。上記の構成により、レンズ１の外周縁に下向きの力を作用させながら保持でき、レンズ１の浮きを抑制できる。

１…レンズ、１０…レンズ偏芯測定治具、１２…レンズ支持部、２１…第１調整ねじ（移動可能保持部材）、２２…第２調整ねじ（移動可能保持部材）、２１ａ，２２ａ…雄ねじ部、２１ｃ，２２ｃ…凸状部、３０…レンズ回転保持部材、３０ａ…先端、３２…レンズ回転機構、１００…レンズ偏芯測定装置、１２０…レンズ載置領域、１２４，１２５…雌ねじ部、１３５…回転体、１３５ｂ…弾性部材、１３５ｃ…上端

Claims (9)

1. レンズの偏芯測定に用いられるレンズ偏芯測定治具であって、
   前記レンズが載置されるレンズ載置領域を有するレンズ支持部と、
   前記レンズ載置領域の外周に位置し、前記レンズの外周縁と接触可能な３つ以上の保持部材と、
   を有し、
   少なくとも１つの前記保持部材は、前記レンズを回転させるレンズ回転機構を有するレンズ回転保持部材であり、
   少なくとも２つの前記保持部材は、前記レンズ載置領域の外周から内周へ向かう径方向に移動可能な移動可能保持部材である、
   レンズ偏芯測定治具。
2. 前記移動可能保持部材は、棒状の部材である、請求項１に記載のレンズ偏芯測定治具。
3. 前記移動可能保持部材は、雄ねじ部を有し、
   前記レンズ支持部は、前記雄ねじ部が嵌合される雌ねじ部を有する、
   請求項２に記載のレンズ偏芯測定治具。
4. 前記移動可能保持部材は、前記レンズと接する部位に、前記レンズの径方向外側に向かうに従って下側に位置する傾斜面を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載のレンズ偏芯測定治具。
5. 前記移動可能保持部材は、前記レンズと接する部位に、前記レンズ側へ向かうに従って細くなる凸状部を有する、請求項４に記載のレンズ偏芯測定治具。
6. 前記レンズ回転機構は、鉛直軸周りに回転する回転体を有し、
   前記回転体の外周面には、前記外周面の一周にわたって弾性部材が設けられる、請求項１から５のいずれか１項に記載のレンズ偏芯測定治具。
7. 前記弾性部材の上端は、前記移動可能保持部材の高さ方向の中心位置よりも上側に位置する、請求項６に記載のレンズ偏芯測定治具。
8. 前記レンズ回転保持部材と、２つの前記移動可能保持部材とを有し、
   前記２つの移動可能保持部材は、前記レンズ回転保持部材の前記レンズ載置領域側の先端と前記レンズ載置領域の平面視中心とを通る直線に対して、線対称位置に配置される、請求項１から７のいずれか１項に記載のレンズ偏芯測定治具。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載のレンズ偏芯測定治具を備える、レンズ偏芯測定装置。

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