JP3833186B2

JP3833186B2 - 球欠深さ測定器

Info

Publication number: JP3833186B2
Application number: JP2003123850A
Authority: JP
Inventors: 明松野
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-04-28
Filing date: 2003-04-28
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2023-04-28
Also published as: JP2004325387A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測長器を用いてレンズ凹球面の球欠深さを測定する球欠深さ測定器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、測長器を用いてレンズ凹球面の球欠深さを測定するものとして、株式会社ニコンインステック製の「デジマイクロ」が知られている（例えば、非特許文献１参照）。このデジマイクロについて説明する。図１０において、デジマイクロ１００は、ベース１０３と、ベース１０３に立設された支柱１０４と、支柱１０４に保持され上下移動可能なヘッド１０５と、ヘッド１０５から垂設され、ベース１０３上に載置された被測定物Ｗに接触する測定子１０１と、測定子１０１の先端の上下動する位置を表示する表示部１０２とから構成されている。
【０００３】
デジマイクロ１００を用いて、小径光学素子（平凹レンズ）である被測定物Ｗの球欠深さを測定する方法は、以下の手順で行われる。
▲１▼ 図１１に示すように、ベース１０３の上面１０３ａに載置された被測定物Ｗのレンズ平面部１３０に測定子１０１を接触させ、表示器１０２（図１０参照）を０リセットする。
▲２▼ 測定子１０１を一旦被測定物Ｗのレンズ平面部１３０から離し、球欠部１３１に測定子１０１を当接させ、被測定物Ｗをベース１０３の上面１０３ａで水平方向に動かし、０点との差が表示部１０２の値で最大値になるところを求め、その最大値を被測定物Ｗの球欠深さとする。
【０００４】
【非特許文献１】
ニコン「測定機総合」、株式会社ニコンインステック測定機事業部、
１９９７年６月、ｐ．１８
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記従来技術には、つぎのような問題点があった。すなわち、図１１に示すように、測長器の０点リセットを行う位置は、レンズ平面部１３０で行うことになる。しかし、レンズ平面部１３０は表面が粗かったり、斜めに傾いている場合がある。このようなレンズ平面部１３０に測定子１０１を当てる場合、レンズ平面部１３０の表面粗さや平面形状により０点リセット位置高さのバラツキが生じ、測定再現性の低下を引き起こすという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、請求項１または２に係る発明の課題は、光学素子の球欠深さを高精度に測定することができる球欠深さ測定器を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、被検レンズの球欠部に触針子を接触させ、値が最大となる位置で球欠深さを測定する球欠深さ測定器において、前記被検レンズを載置する測定台と、該測定台の下に配置され前記触針子を垂直方向に移動させて球欠深さを測定する球欠深さ測定手段と、前記測定台の上に配置され前記被検レンズを保持する被検レンズ保持手段と、該被検レンズ保持手段を互いに直交する２つの水平方向へ移動させるＸＹステージと、前記測定台に載置された被検レンズの像を拡大する像観察手段とを具備する。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記被検レンズ保持手段には、被検レンズの平面部が測定台の上面に倣うように、前記被検レンズの軸心にそれぞれ直交する２軸を設け、測定時には前記２軸の高さ位置が前記測定台の上面と一致するように構成されたリンク機構を有する。
【０００９】
本発明の球欠深さ測定器では、まず、面精度の良い平行平板を測定台の上に置き、被検レンズ保持手段で上方から押さえる。触針子を上昇させて平行平板の下面に当接させ、球欠深さ測定手段の０点リセットを行う。次に、触針子を下方に退避させ、平行平板を取り除き、被検レンズを被検レンズ保持手段に装着する。被検レンズ保持手段を下降させて、被検レンズを測定台の上面に載置する。再び、触針子を上昇させ、被検レンズの球欠部に当接させる。像観察手段によって拡大された触針子と被検レンズとの像を観察しながら、被検レンズをＸＹステージで移動させて、球欠深さ測定手段によって表示される値の最大値を求め、その最大値を被検レンズの球欠深さの値とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、具体的な実施の形態について説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１〜図６は実施の形態１を示し、図１は球欠深さ測定器の正面図、図２は図１のＡ矢視方向から見たレンズ保持部の正面図、図３は測定台の正面図、図４は測定台の側面図、図５はプローブを平行平板に当接させて表示器の０点リセットを行う説明図、図６は被検レンズを測定台の上面に載置して被検レンズの球欠深さを測定する説明図である。
【００１２】
図１において、球欠深さ測定器は、主に、ベース５の中央に配された測定台１と、測定台１の下方に配された測長器８と、測定台１の上方に配されたレンズ保持部１１と、レンズ保持部１１を上下動させるリニアガイド１３と、リニアガイド１３を互いに直交する水平２方向に移動させるＸＹステージ１６と、測定台１の左方に配されたＣＣＤカメラ１８とから構成されている。
【００１３】
まず、測定台１から説明する。図３および図４において、測定台１の上部は、アングル形をしており、後述するリング照明２２の照明光を透過させるために、上面には貫通孔１ａ、側面には貫通孔１ｂがそれぞれ穿設されている。貫通孔１ａの上面にはガラス平板２が、また下面には三角プリズム３がそれぞれ接着固定されている。また、ガラス平板２には逃げ孔２ａ、三角プリズム３には逃げ孔３ａがそれぞれ穿設され、触針子としてのプローブ４（図１参照）の先端が挿通できるようになっている。
【００１４】
図１において、測定台１は、ベース５に立設されたタテイタ６の３本のピンガイド７に沿って位置決めされ、タテイタ６に螺着されている。測定台１の下部には、測長器８が配置され、測長器８の上端にはプローブ４が螺着されている。測長器８は、Ｌブラケット９を介して上下動可能なＺステージ１０に固着されている。また、Ｚステージ１０は、ベース５に立設された支柱１０Ａに固着されている。プローブ４、測長器８およびＺステージ１０により球欠深さ測定手段を構成している。
【００１５】
測定台１の上部には、被検レンズ４１（図２参照）を保持する被検レンズ保持手段としてのレンズ保持部１１が配置されている。レンズ保持部１１は、スペーサ１２を介し、上下動可能なリニアガイド１３のスライダ１３ａに固着されている。スペーサ１２の上部には、丸棒状の把手１４が配設されている。リニアガイド１３は、レール板４５、保持板１５を介してＸＹステージ１６に固着されている。ＸＹステージ１６は、下部にブロック１７を介してベース５に固着されている。なお、レンズ保持部１１には、スライダ１３ａの上端にて落下しないように、図示しないロック機構が設けられている。
【００１６】
測定台１の左方には、ＣＣＤカメラ１８がブラケット２１を介してベース５に固着されている。ＣＣＤカメラ１８は、測定台１の側面に穿設された貫通孔１ｂに向けて配置されており、その先端には、接写リング１９、撮像レンズ２０がそれぞれ螺着されている。さらにＣＣＤカメラ１８には、図示しないモニタが接続されＣＣＤカメラ１８が捉えた被検レンズ４１（図６参照）の拡大映像を放映できるようになっている。撮像レンズ２０と測定台１との間には、リング照明２２が配設され、図示しないブラケットによりベース５に固着されている。ＣＣＤカメラ１８、接写リング１９、撮像レンズ２０、リング照明２２および図示しないモニタにより像観察手段を構成している。
【００１７】
つぎに、レンズ保持部１１について詳細に説明する。図２において、ヤトイ２３には、球欠部４１ａと平面部４１ｂとを有する被検レンズ４１が保持されている。ヤトイ２３は、レンズ保持部１１のチャック２４に保持されており、チャック２４の内径はヤトイ２３の外径より数十μｍ大きく形成され、ヤトイ２３がガタなくチャック２４に嵌装できるようになっている。ヤトイ２３の上部には、マグネット２５が配設され、チャック２４はセットビス２６でマグネット２５に固着されている。マグネット２５は、ヤトイ２３を磁力で引き上げ、ヤトイ２３の落下を防止している。マグネット２５の軸心孔にはシャフト２７が挿通されセットビス２８によって固着されている。シャフト２７は、上下動可能かつ回転可能なボールガイド２９によってガイドされている。ボールガイド２９は、ハウジング３０に保持されている。ハウジング３０は、ステー３１を介してスペーサ１２（図１参照）に螺着されている。また、シャフト２７には、ストッパ３２が螺着され、被検レンズ４１、ヤトイ２３、チャック２４、マグネット２５およびシャフト２７の落下を防止している。
【００１８】
つぎに、上記構成の球欠深さ測定器を用いた球欠深さの測定手順について、図１、図２、図５および図６を用いて説明する。
【００１９】
（１）０点リセット
▲１▼ 図５において、測長器８（図１参照）のプローブ４をガラス平板２より下に下降させ、平行平板４０をセットする。
▲２▼ 図１に示すように、把手１４によりレンズ保持部１１を下降させ、チャック２４の下面２４ａ（図２参照）を平行平板４０の上面４０ａ（図５参照）に載置する。なお、この段階では、チャック２４にヤトイ２３および被検レンズ４１は装着されていない。
▲３▼ つぎに、図１におけるＺステージ１０を駆動させ、図５に示すように、プローブ４を上昇させ、平行平板４０の下面４０ｂに当接させ、測長器８（図１参照）の図示しない表示器を０点リセットする。
▲４▼ プローブ４をガラス平板２より下に下降させる。
▲５▼ 図１に示すように、把手１４によりレンズ保持部１１を上昇させ、平行平板４０を取り出す。
【００２０】
（２）球欠深さ測定
▲１▼ 図２に示すように、チャック２４に被検レンズ４１を保持したヤトイ２３を装着し、図１に示すように、把手１４によりレンズ保持部１１を下降させ、図６に示すように、被検レンズ４１の平面部４１ｂをガラス平板２の上面２ｂに載置する。
▲２▼ つぎに、再び、図１におけるＺステージ１０を駆動させ、図６に示すように、プローブ４を上昇させ、被検レンズ４１の球欠部４１ａに当接させる。
▲３▼ その状態の映像が、図１におけるリング照明２２によって明るくされ、図６における三角プリズム３、図１における撮像レンズ２０、接写リング１９およびＣＣＤカメラ１８に導かれ、図示しないモニタに拡大放映される。その拡大映像を観察しながら、図６におけるプローブ４の先端と被検レンズ４１の球欠部４１ａとの位置を確認する。そして、測長器８（図１参照）の図示しない表示器の値が最大となる位置にＸＹステージ１６（図１参照）を作動させて被検レンズ４１を移動させ、表示器の値の最大値を求め、その最大値を被検レンズ４１の球欠深さの値とする。
【００２１】
本実施の形態によれば、測長器の０点リセットは、測定台上の平行平板にプローブを当接させることにより０点のバラツキを解消し、被検レンズの球欠深さを高精度に測定することができる。また、ＣＣＤカメラ等からなる像観察手段によりプローブの平行平板および被検レンズの球欠部への接触状況が観察し易くなり、作業性を向上させることができる。
【００２２】
（実施の形態２）
図７〜図９は実施の形態２を示し、図７は球欠深さ測定器の正面図、図８は図７のＡ矢視方向から見たレンズ保持部の正面図、図９は図７のＡ矢視に対して垂直方向から見たレンズ保持部の上面図である。本実施の形態は、実施の形態１とレンズ保持部のみが異なり、他の部分は実施の形態１と同様のため、異なる部分のみ説明し、同一の部材には同一の符号を付し説明を省略する。
【００２３】
図７において、測定台１の上部には、被検レンズ４１を保持するレンズ保持部５０が配置されている。レンズ保持部５０は、スペーサ１２を介し、上下動可能なリニアガイド１３のスライダ１３ａに固着されている。レンズ保持部５０の支持構造に関する他の構成（リニアガイド１３、レール板４８、保持板１５、ＸＹステージ１６、ブロック１７、ベース５）は実施の形態１と同様である。
【００２４】
つぎに、レンズ保持部５０について詳細に説明する。図８および図９において、ハウジング５１の両側は、軸受け５２を介しジク５３を中心に回動する。さらに、ジク５３が螺着されたハウジング５４は、軸受け５６を介しシャフト５５を中心に回動する。シャフト５５の端部には、軸受け５６の抜け防止のためのストッパ５７がシャフト５５に螺着されている。軸受け５６の外周にはステー５８が配設されスペーサ１２に螺着されている。ハウジング５１の回動中心（ジク５３の軸心）とハウジング５４の回動中心（シャフト５５の軸心）とは互いに直交するとともに、被検レンズ４１の軸心と直交し、被検レンズ４１の球欠部４１ａの球欠深さを測定するときには、その高さ位置は、それぞれ測定台１のガラス平板２の上面２ｂ（図４参照）と一致している。ジク５３とジク５５とは、被検レンズの軸心に直交する２軸を構成している。またハウジング５１、軸受け５２、ジク５３、ハウジング５３、シャフト５５、軸受け５６、ストッパ５７およびステー５８はリンク機構を構成している。
【００２５】
図７および図８において、レンズ保持部５０のハウジング５１の上部に突設された円筒部５１ａは、支柱５９を介してステー５８に取着された傾斜規制プレート６０の規制孔６０ａに嵌入しており、規制孔６０ａの内径寸法と円筒部５１ａの外径寸法の隙間以上に、レンズ保持部５０が傾かないように傾斜角度が規制されている。
【００２６】
つぎに、上記構成の球欠深さ測定器を用いた球欠深さの測定手順は、基本的に実施の形態１と同様のため説明を省略し、実施の形態１と異なる作用についてのみ、図６、図７、および図８を用いて説明する。
【００２７】
図８に示すように、チャック２４に被検レンズ４１を保持したヤトイ２３を装着し、図７に示すように、把手１４によりレンズ保持部５０を下降させ、図６に示すように、被検レンズ４１の平面部４１ｂをガラス平板２の上面２ｂに載置させたとき、レンズ保持部５０が２軸（ジク５３、シャフト５５）中心に回動することにより、被検レンズ４１の平面部４１ｂがガラス平板２の上面２ｂに倣って載置され、球欠部４１ａの球欠深さが測定される。
【００２８】
本実施の形態によれば、実施の形態１の効果に加え、被検レンズ４１の平面部４１ａが測定台のガラス平板の上面に倣って載置されるようにしたので、より高精度に球欠深さを測定することができる。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１または２に係る発明によれば、測定手段の０点リセットを行う際に、測定台上に載置された平行平板の均一な面に触針子を当接させ、０点リセットのバラツキを解消させるようにしたので、高精度な球欠深さ測定を行うことができる。また、被検レンズの像を拡大する像観察手段により、触針子の平行平板および被検レンズ球欠部への接触状況が観察し易くなり、作業性を向上させることができる。
【００３０】
請求項２に係る発明によれば、上記効果に加え、被検レンズ保持手段により被検レンズの平面部が測定台の上面に倣うようにしたので、より高精度に球欠深さを測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の球欠深さ測定器の正面図である。
【図２】実施の形態１の図１のＡ矢視方向から見たレンズ保持部の正面図である。
【図３】実施の形態１の測定台の正面図である。
【図４】実施の形態１の測定台の側面図である。
【図５】実施の形態１のプローブを平行平板に当接させて表示器の０点リセットを行う説明図である。
【図６】実施の形態１の被検レンズを測定台の上面に載置して被検レンズの球欠深さを測定する説明図である。
【図７】実施の形態２の球欠深さ測定器の正面図である。
【図８】実施の形態２の図７のＡ矢視方向から見たレンズ保持部の正面図である。
【図９】実施の形態２の図７のＡ矢視に対し垂直方向から見たレンズ保持部の上面図である。
【図１０】従来技術のデジマイクロの側面図である。
【図１１】従来技術のデジマイクロを用いた被検レンズの測定例である。
【符号の説明】
１測定台
４プローブ
８測長器
１０Ｚステージ
１１レンズ保持部
１６ＸＹステージ
１８ＣＣＤカメラ
１９接写リング
２０撮像レンズ
２２リング照明

Claims

被検レンズの球欠部に触針子を接触させ、値が最大となる位置で球欠深さを測定する球欠深さ測定器において、
前記被検レンズを載置する測定台と、該測定台の下に配置され前記触針子を垂直方向に移動させて球欠深さを測定する球欠深さ測定手段と、前記測定台の上に配置され前記被検レンズを保持する被検レンズ保持手段と、該被検レンズ保持手段を互いに直交する２つの水平方向へ移動させるＸＹステージと、前記測定台に載置された被検レンズの像を拡大する像観察手段とを具備することを特徴とする球欠深さ測定器。
前記被検レンズ保持手段には、被検レンズの平面部が前記測定台の上面に倣うように、前記被検レンズの軸心にそれぞれ直交する２軸を設け、測定時には前記２軸の高さ位置が前記測定台の上面と一致するように構成されたリンク機構を有することを特徴とする請求項１記載の球欠深さ測定器。