JP3857954B2 - 非球面レンズの測定装置及び測定方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は、非球面レンズを鏡枠に入れたのと同じ状態にして、非球面レンズの外径振れ量、非球面の周辺部の面振れ量、曲率中心振れ量を測定する測定装置および測定方法に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
非球面レンズを鏡枠内にセッティングする方法の一つとして、非球面レンズを鏡枠内に位置させた後、非球面レンズの外周面と鏡枠の内周面の間の僅かなクリアランスを利用して非球面レンズを鏡枠に対して動かし、非球面レンズの一方の面の曲率中心を鏡枠の中心軸上に位置させて、その状態を保持したまま非球面レンズを鏡枠に固定する方法がある。
【０００３】
そして、この方法によって鏡枠に入れられたのと同じ状態にある非球面レンズの、外径振れ量や、非球面の周辺部の面振れ量や、曲率中心振れ量を測定できれば、多数の非球面レンズの外径振れ量、面振れ量、曲率中心振れ量を測定し、これらの非球面レンズのレンズ性能を調べ、外径振れ量、面振れ量、曲率中心振れ量とレンズ性能の相関関係を調べることにより、上記の方法によって非球面レンズを鏡枠に入れたときに、外径振れ量、面振れ量、曲率中心振れ量が非球面レンズのレンズ性能にどのような影響を与えているかを知ることが出来る。
【０００４】
しかし従来は、上記の方法によって鏡枠に入れられたのと同じ状態にされた非球面レンズの、外径振れ量や、非球面の周辺部の面振れ量や、曲率中心振れ量を測定する装置および方法がなかった。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、非球面レンズを鏡枠内に位置させた後、非球面レンズの外周面と鏡枠の内周面の間の僅かなクリアランスを利用して非球面レンズを鏡枠に対して動かし、非球面レンズの一方の面の曲率中心を鏡枠の中心軸上に位置させて、その状態を保持したまま非球面レンズを鏡枠に接着したのと同じ状態で、非球面レンズの外径振れ量、非球面の周辺部の面振れ量、曲率中心振れ量を測定できる測定装置と測定方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】
本発明の非球面レンズの測定装置は、外形が円形であり片面が球面をなす被検非球面レンズを、その非球面を吸着した状態で回転させる吸着回転手段と、上記球面に向けて光を照射する調整用送光手段と、該調整用送光手段から発せられ上記球面によって反射された光を受光する、受光位置を認識可能な調整用受光手段と、該調整用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記球面の曲率中心が上記吸着回転手段の回転軸上に位置しているか否かを判別する調整用判別手段と、該調整用判別手段が、上記球面の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記非球面レンズの外周面に当接して、該外周面の外径振れ量を検出する外径振れ検出手段と、上記調整用判別手段が、上記球面の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記非球面の中央部に向けて光を照射する測定用送光手段と、該測定用送光手段から発せられ上記非球面によって反射された光を受光する、受光位置を認識可能な測定用受光手段と、該測定用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記回転軸に対する上記非球面の中央部の曲率中心振れ量を演算する曲率中心振れ量演算手段と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
また、外形が円形であり両面がともに非球面をなす被検非球面レンズを、その一方の非球面を吸着した状態で回転させる吸着回転手段と、他方の非球面の中央部に向けて光を照射する調整用送光手段と、該調整用送光手段から発せられ上記他方の非球面によって反射された光を受光する、受光位置を認識可能な調整用受光手段と、該調整用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記吸着回転手段の回転軸上に位置しているか否かを判別する調整用判別手段と、該調整用判別手段が、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記非球面レンズの外周面に当接して、該外周面の外径振れ量を検出する外径振れ検出手段と、上記調整用判別手段が、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記他方の非球面の周辺部に当接して、該周辺部の面振れ量を検出する面振れ検出手段と、上記調整用判別手段が、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記一方の非球面の中央部に向けて光を照射する測定用送光手段と、該測定用送光手段から発せられ上記一方の非球面によって反射された光を受光する、受光位置を認識可能な測定用受光手段と、該測定用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記非球面軸に対する上記一方の非球面の中央部の曲率中心振れ量を演算する曲率中心振れ量演算手段とを備えるようにすることができる。
【００１２】
本発明の非球面レンズの測定方法は、外形が円形であり片面が球面をなす被検非球面レンズの非球面を吸着回転手段に吸着させて回転させるステップ、上記球面に向けて光を照射するステップ、該球面によって反射された光を、受光位置に基づいて、上記球面の曲率中心が上記吸着回転手段の回転軸上に位置しているか否かを判別する調整用判別手段に受光させるステップ、該調整用判別手段が、上記球面の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記非球面レンズの外周面の外径振れ量を検出するステップ、上記調整用判別手段が、上記球面の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記非球面の中央部に向けて光を照射するステップ、該非球面によって反射された光を、受光位置を認識可能な測定用受光手段に受光させるステップ、及び該測定用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記回転軸に対する上記非球面の中央部の曲率中心振れ量を演算するステップを有することを特徴としている。
【００１３】
また、外形が円形であり両面が非球面をなす被検非球面レンズの一方の非球面を吸着回転手段に吸着させて回転させるステップ、他方の非球面の中央部に向けて光を照射するステップ、該他方の非球面によって反射された光を、受光位置に基づいて、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記吸着回転手段の回転軸上に位置しているか否かを判別する調整用判別手段に受光させるステップ、該調整用判別手段が、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記非球面レンズの外周面の外径振れ量を検出するステップ、上記調整用判別手段が、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記他方の非球面の周辺部の面振れ量を検出するステップ、上記調整用判別手段が、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記一方の非球面の中央部に向けて光を照射するステップ、該一方の非球面によって反射された光を、受光位置を認識可能な測定用受光手段に受光させるステップ、及び該測定用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記回転軸に対する上記一方の非球面の中央部の曲率中心振れ量を演算するステップを有することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態について図１を参照しながら説明する。
この実施形態は、一方の面が球面ｒ１をなし、他方の面が非球面ｒ２をなす非球面レンズＬ１を、図示を省略した鏡枠に入れたのと同じ状態にして、この非球面レンズＬ１の外径振れ量と、非球面ｒ２の周辺部の面振れ量を測定するものである。
【００１５】
まず、本実施形態の非球面レンズＬ１の測定装置の構成について説明する。
中空箱状の基台１Ａの上面には、取付孔１ａが穿設されている。基台１Ａの内部には、上下方向を向く中心孔３ａが形成され、かつ底部がガラス板Ｇによって閉塞された固定部材３が配設されている。固定部材３の上部には、モータ（図示略）に連係された略円筒状の第１回転部材５が、軸受を介して上下方向の軸回りに回転自在に嵌合している。第１回転部材５の上部は取付孔１ａから基台１Ａの上方に突出しており、第１回転部材５には中心孔３ａと同心をなすとともに連通する中心孔５ａが設けられている。第１回転部材５の上面には環状をなす第２回転部材７が固着されており、第２回転部材７には中心孔５ａと同心をなすとともに連通する中心孔７ａが穿設されている。第２回転部材７の底面は、基台１Ａの上面に固定された環状の固定部材９の上面に回転自在に支持されている。
第２回転部材７の上面には、非球面レンズＬ１の球面ｒ１の周辺部よりやや内側を支持するとともに、上面が開口する略円筒状のレンズホルダ（吸着回転手段）１１が固着されている。このレンズホルダ１１の上端縁は、平面視では円形をなし、側面視ではレンズホルダ１１の中心軸Ａ１と直交している。さらに、レンズホルダ１１の内部には、中心孔７ａと同心をなすとともに連通する中心孔１１ａが穿設されている。
【００１６】
基台１Ａの内部の底面には、吸引パイプ１３を介して固定部材３の中心孔３ａと連通する真空装置１５が設置されている。この真空装置１５は、各中心孔３ａ、５ａ、７ａ、１１ａ内を真空にすることにより、レンズホルダ１１の上面に載置された被検レンズである非球面レンズＬ１を、レンズホルダ１１に吸着するものである。
レンズホルダ１１の上方には、レンズホルダ１１の上面に吸着される非球面レンズＬ１の外周面Ｌ１ａと非球面ｒ２の周辺部とにそれぞれ接触する、揺動式の接触子Ｓ１ａ、Ｓ２ａを具備する第１接触式センサ（外径振れ検出手段）Ｓ１と第２接触式センサ（面振れ検出手段）Ｓ２が配設されている。こららの接触式センサＳ１、Ｓ２は図示を省略したプロセッサーに接続されており、このプロセッサーはテレビモニタ（図示略）に接続されている。
【００１７】
レンズホルダ１１の上方には調整用送光装置（調整用送光手段）１７が配設されている。
調整用送光装置１７は、下面に孔１９ａが穿設されたケース１９と、ケース１９の内部に配設された光源２１と、反射鏡Ｍと、レンズＬ４と、プリズムＰ１と、レンズＬ５、レンズＬ６と、調整用センサ（調整用受光手段）２３とからなるものである。
調整用センサ２３は上記プロセッサー（調整用判別手段）に接続されている。
【００１８】
次に、非球面レンズＬ１を、図示を省略した鏡枠に入れたのと同じ状態にして、非球面レンズＬ１の外径振れ量と、非球面ｒ２の周辺部の面振れ量を測定する要領について説明する。
【００１９】
レンズホルダ１１の上面に、非球面ｒ２が正確な非球面形状をなすように加工された非球面レンズＬ１の球面ｒ１を載せた後、真空装置１５を作動させて各中心孔３ａ、５ａ、７ａ、１１ａ内を真空状態にして、非球面レンズＬ１の球面ｒ１をレンズホルダ１１に吸着させる。球面ｒ１とレンズホルダ１１は、両者間の摩擦抵抗が極めて小さくなるように設計されているので、このとき非球面レンズＬ１は自重により、球面ｒ１の曲率中心Ｏｓが各中心孔３ａ、５ａ、７ａ、１１ａの中心軸（回転軸）Ａ１上に位置する状態に、自動的に移動する。
この状態でモータを作動させて、第１回転部材５、第２回転部材７、レンズホルダ１１、非球面レンズＬ１を、中心軸Ａ１回りに回転させる。
【００２０】
次に、光源２１から光を発射する。発射された光は、反射鏡Ｍで反射され、レンズＬ４、プリズムＰ１、レンズＬ５、レンズＬ６、孔１９ａを通って、非球面ｒ２の中央部に照射される。非球面ｒ２の中央部に照射された光は、非球面ｒ２によって反射され、レンズＬ６、レンズＬ５を通ってプリズムＰ１により方向を変えられ、調整用センサ２３に導かれる。
【００２１】
このときの調整用センサ２３の受光面の受光位置に基づいて、プロセッサーが非球面ｒ２の中央部の曲率中心Ｏｏの中心軸Ａ１に対する位置を演算する。光が受光面の基準位置で受光されていれば、曲率中心Ｏｏが中心軸Ａ１上に位置していることがテレビモニタに表示され、光が基準位置以外で受光されていれば、中心軸Ａ１から曲率中心Ｏｏまでの距離が数値で表示される。
曲率中心Ｏｏが中心軸Ａ１上に位置していれば、非球面レンズＬ１をその状態に保持し、中心軸Ａ１上に位置していなければ、テレビモニタを見ながら非球面レンズＬ１をレンズホルダ１１に対して動かし、曲率中心Ｏｏを中心軸Ａ１上に位置させる。
【００２２】
このように曲率中心Ｏｏを中心軸Ａ１上に位置させると、非球面レンズＬ１は、図示を省略した鏡枠内に位置させられた後、非球面レンズＬ１の外周面と鏡枠の内周面の間の僅かなクリアランスを利用して鏡枠に対して動かされて、曲率中心Ｏｏが鏡枠の中心軸上に位置し、その状態を保持したまま鏡枠に接着されたのと同じ状態になる。
【００２３】
第１接触式センサＳ１の接触子Ｓ１ａは常に非球面レンズＬ１の外周面Ｌ１ａに接触しており、非球面レンズＬ１の外径中心が中心軸Ａ１上に位置していないと、接触子Ｓ１ａが横方向に揺れて、プロセッサーがこの揺動量を演算し、演算した揺動量（外径振れ量）がテレビモニタに表示される。
【００２４】
また、第２接触式センサＳ２の接触子Ｓ２ａは常に非球面レンズＬ１の非球面ｒ２の周辺部に接触しており、この周辺部が中心軸Ａ１に対して回転対称形状をなしていないと、接触子Ｓ２ａが上下方向に揺動し、プロセッサーがこの揺動量を演算し、演算した揺動量（面振れ量）がテレビモニタに表示される。
【００２５】
このような要領により多数の非球面レンズの外径振れ量と面振れ量を測定し、これらの非球面レンズのレンズ性能をを図示を省略したマスターレンズを用いて調べ、外径振れ量および面振れ量とレンズ性能の相関関係を調べれば、非球面レンズを鏡枠内に位置させた後、非球面レンズの外周面と鏡枠の内周面の間の僅かなクリアランスを利用して非球面レンズを鏡枠に対して動かし、非球面レンズの一方の面の曲率中心を鏡枠の中心軸上に位置させて、その状態を保持したまま非球面レンズを鏡枠に接着したのと同じ状態下で、外径振れ量と面振れ量が非球面レンズのレンズ性能にどのような影響を与えているかを知ることができる。
【００２６】
また、非球面の周辺部の面振れ量を基に非球面レンズのディセンター量をプロセッサーに演算させ、このディセンター量をテレビモニタに表示するようにしてもよい。この場合は、曲率中心振れ量とディセンター量がレンズ性能にどのような影響を与えているかを知ることができる。
ここでディセンター量とは、図２に示すように、中心軸Ａ１と非球面ｒ２の交点Ｑと非球面ｒ２の頂点Ｐ（非球面ｒ２の各位置の曲率中心を全て通る直線と非球面ｒ２との交点）の非球面レンズＬ１の径方向距離のことである。
【００２７】
この場合のディセンター量Ｄは、以下のようにして近似的に求められる。
ＱとＯｏを結ぶ線とＰとＯｏを結ぶ線がなす角度をεとすると、
ε≒ｄ／φ
となる。
なお、ｄは接触子Ｓ２ａが測定した非球面ｒ２の周辺部の面振れ量であり、φは非球面レンズＬ１の外径中心から非球面ｒ２と接触子Ｓ２ａの接点までの距離を２倍したものである。
そして、ＰからＯｏまでの距離Ｌにεを掛ければ、ディセンター量Ｄが近似的に求められる。即ち、
Ｄ≒ε×Ｌ
となる。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施形態について図３を参照しながら説明する。
なお、第１の実施形態と同じ部材には同じ符号を付すに止めて、その詳細な説明は省略する。
【００２９】
本実施形態は、一方の面が球面ｒ１をなし、他方の面が非球面ｒ２をなす非球面レンズＬ１を図示を省略した鏡枠に入れたのと同じ状態にして、その外径振れ量と、非球面ｒ２の周辺部の面振れ量を測定するものである。
【００３０】
まず、本実施形態の非球面レンズＬ１の測定装置の、第１の実施形態にはない構成要素について説明する。
基台１Ｂの上面には、取付孔１ａの他に採光孔１ｂが穿設されている。基台１Ｂの内部の底面には、取付孔１ａと採光孔１ｂの直下にそれぞれ位置する左右一対の全反射プリズム２５、２７が設置されている。
【００３１】
採光孔１ｂの上方には確認用送光装置（確認用送光手段）２９が配設されている。
この確認用送光装置２９は、下面と側面とに孔３１ａ、３１ｂが穿設されたケース３１と、ケース３１の内部に配設された光源３３と、２つのプリズムＰ２、Ｐ３と、３枚のレンズＬ７、Ｌ８、Ｌ９と、確認用センサ（確認用受光手段）３５とからなるものである。
確認用センサ３５は上記プロセッサー（確認用判別手段）、（調整用判別手段）に接続されている。
【００３２】
レンズホルダ１１の上方には調整用送光装置（調整用送光手段）３７が配設されている。
この調整用送光装置３７は、側面と下面に孔３９ａ、３９ｂが穿設されたケース３９と、ケース３９の内部に配設された反射鏡Ｍと、プリズムＰ４と、３枚のレンズＬ１０、Ｌ１１、Ｌ１２と、調整用センサ（調整用受光手段）４１とからなるものである。
調整用センサ４１は上記プロセッサーに接続されている。
【００３３】
次に、非球面レンズＬ１を図示を省略した鏡枠に入れたのと同じ状態にして、非球面レンズＬ１の外径振れ量と、非球面ｒ２の面振れ量を測定する要領について説明する。
【００３４】
まず、レンズホルダ１１の上面に非球面レンズＬ１の球面ｒ１を載せて吸着させた後に、モータを作動させたら、光源３３から光を発射する。発射された光の一部は、確認用送光装置２９のプリズムＰ２、レンズＬ７、プリズムＰ３、レンズＬ８、レンズＬ９を通って、全反射プリズム２７、２５で反射され、球面ｒ１に照射される。すると、球面ｒ１によって反射された光が、全反射プリズム２５、２７によって確認用送光装置２９の内部に導かれ、レンズＬ９、Ｌ８を透過して、プリズムＰ３によって方向を変えられ確認用センサ３５に導かれる。光が確認用センサ３５の基準位置で受光されたか否かをプロセッサーが判断する。
【００３５】
光が基準位置で受光されていれば、球面ｒ１の曲率中心Ｏｓが中心軸Ａ１上に位置している旨がテレビモニタに表示され、光が基準位置以外の箇所で受光されていれば、曲率中心Ｏｓが中心軸Ａ１上に位置していない旨が表示される。
【００３６】
このようにして中心軸Ａ１上に曲率中心Ｏｓが位置していることが確認できたら、次の要領により、非球面ｒ２の中央部の曲率中心Ｏｏを中心軸Ａ１上に位置させる。
【００３７】
光源３３から発射された光の一部は、プリズムＰ２を透過して、孔３１ｂ、３９ａを通って調整用送光装置３７の内部に導かれる。この光は反射鏡Ｍにより反射され、レンズＬ１０、プリズムＰ４、レンズＬ１１、レンズＬ１２、ケース３９の孔３９ａを通って非球面ｒ２の中央部に照射される。非球面ｒ２の中央部に照射された光は、非球面ｒ２によって反射され、レンズＬ１２、レンズＬ１１を通ってプリズムＰ４により方向を変えられ、調整用センサ４１に導かれる。光が調整用センサ４１の受光面のどの位置で受光されたかに応じて、プロセッサーが非球面ｒ２の中央部の曲率中心Ｏｏの中心軸Ａ１に対する位置を演算し、その結果をテレビモニタに表示する。
曲率中心Ｏｏが中心軸Ａ１上に位置していれば、非球面レンズＬ１をその状態に保持し、中心軸Ａ１上に位置していなければ、テレビモニタを見ながら非球面レンズＬ１をレンズホルダ１１に対して動かし、曲率中心Ｏｏを中心軸Ａ１上に位置させる。
【００３８】
このようにして非球面レンズＬ１を図示を省略した鏡枠に入れたのと同じ状態にしたら、第１の実施形態と同様に、第１接触式センサＳ１と第２接触式センサＳ２を用いて、非球面レンズＬ１の外径振れ量と非球面ｒ２の周辺部の面振れ量を測定する。
【００３９】
このように本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果を奏することができるだけでなく、球面ｒ１の曲率中心Ｏｓが中心軸Ａ１上に位置しているか否かをテレビモニタで視覚的に確認できるので、非球面レンズＬ１の測定をより正確に行うことができる。
【００４０】
次に、本発明の第３の実施形態について図４を参照しながら説明する。
なお、第２の実施形態と同じ部材には同じ符号を付すに止めて、その詳細な説明は省略する。
この実施形態は、片面が球面ｒ４をなす非球面レンズＬ２を、第１の実施形態とは逆向きに鏡枠に入れたのと同じ状態にして、非球面レンズＬ２の外径振れ量と、中心軸Ａ１に対する非球面ｒ３の中央部の曲率中心振れ量を測定するものである。
ここで、中心軸Ａ１に対する非球面ｒ３の曲率中心振れ量を、中心軸Ａ１と非球面ｒ３の中央部の曲率中心Ｏｓの、非球面レンズＬ１の径方向の距離と定義する。
【００４１】
まず、本実施形態の測定装置の、第２の実施形態とは異なる構成要素について説明する。
確認用送光装置２９とほぼ同様の構成要素を備える測定用送光装置（測定用送光手段）４０の内部には、第２の実施形態の確認用センサ３５の代わりに測定用センサ（測定用受光手段）４３が設けられており、この測定用センサ４３は上記プロセッサー（曲率中心振れ量演算手段）に接続されている。
また、第２接触式センサＳ２は設けられていない。
【００４２】
次に、非球面レンズＬ２の外径振れ量と曲率中心振れ量を測定する要領について説明する。
【００４３】
まず、第２の実施形態と同様に、調整用送光装置（調整用送光手段）３７を利用して、球面ｒ４の曲率中心Ｏｏを中心軸Ａ１上に位置させる。
光源３３から発射された光の一部は、調整用送光装置３７を通って球面ｒ４に照射され、球面ｒ４によって反射された光は調整用センサ（調整用受光手段）４１に導かれる。
光が調整用センサ４１の受光面のどの位置で受光されたかに応じて、プロセッサーが球面ｒ４の曲率中心Ｏｏの中心軸Ａ１に対する位置を演算し、その結果をテレビモニタに表示する。曲率中心Ｏｏが中心軸Ａ１上に位置していれば非球面レンズＬ２をその状態に保持し、中心軸Ａ１上に位置してなければ、テレビモニタを見ながら非球面レンズＬ２をレンズホルダ１１に対して動かし、曲率中心Ｏｏを中心軸Ａ１上に位置させる。
【００４４】
このようにして曲率中心Ｏｏを中心軸Ａ１上に位置させれば、非球面レンズＬ２は鏡枠に入れたのと同じ状態になるので、この後、第１の実施形態と同様に、第１接触式センサ（外径振れ検出手段）Ｓ１を用いて非球面レンズＬ２の外径振れ量を測定する。
【００４５】
また、光源３３から発射された光の一部は、測定用送光装置４０のプリズムＰ２、レンズＬ７、プリズムＰ３、レンズＬ８、レンズＬ９を通って、全反射プリズム２７、２５で反射され、非球面ｒ３の中央部に照射される。すると、非球面ｒ３によって反射された光が、全反射プリズム２５、２７によって測定用送光装置４０の内部に導かれ、レンズＬ９、Ｌ８を通って、プリズムＰ３によって方向を変えられ測定用センサ４３に導かれる。
【００４６】
すると、測定用センサ４３の受光位置に基づいて、プロセッサーが、中心軸Ａ１に対する非球面ｒ３の中央部の曲率中心振れ量を演算し、演算結果をテレビモニタに表示する。
【００４７】
このようにして多数の非球面レンズの外径振れ量と曲率中心振れ量を測定し、これらの非球面レンズのレンズ性能を図示を省略したマスターレンズを用いて調べ、外径振れ量および曲率中心振れ量とレンズ性能の相関関係を調べれば、非球面レンズを鏡枠内に位置させた後、非球面レンズの外周面と鏡枠の内周面の間の僅かなクリアランスを利用して非球面レンズを鏡枠に対して動かし、非球面レンズの一方の面の曲率中心を鏡枠の中心軸上に位置させて、その状態を保持したまま非球面レンズを鏡枠に接着したのと同じ状態下で、外径振れ量と曲率中心振れ量が非球面レンズのレンズ性能にどのような影響を与えているかを知ることが出来る。
【００４８】
最後に、本発明の第４の実施形態について図５を参照しながら説明する。
なお、第３の実施形態と同じ部材には同じ符号を付すに止めて、その詳細な説明は省略する。
本実施形態は、両面ｒ５、ｒ６が非球面をなす非球面レンズＬ３の外径振れ量と、非球面ｒ６の周辺部の面振れ量と、中心軸Ａ１に対する非球面ｒ５の中央部の曲率中心振れ量を測定するものである。
【００４９】
本実施形態の測定装置は、第３の実施形態の測定装置に第２接触式センサ（面振れ検出手段）Ｓ２を付加したものであり、第２接触式センサＳ２は上記プロセッサーに接続されている。
【００５０】
次に、非球面レンズＬ３の外径振れ量と、非球面ｒ６の周辺部の面振れ量と、中心軸Ａ１に対する非球面ｒ５の中央部の曲率中心振れ量を測定する要領について説明する。
まず、第２の実施形態と同様に、調整用送光装置３７を利用して非球面ｒ６の中央部の曲率中心Ｏｏを中心軸Ａ１上に位置させて、非球面レンズＬ３を鏡枠に入れたのと同じ状態にする。
【００５１】
このようにして非球面レンズＬ３を鏡枠に入れたのと同じ状態にしたら、第１の実施形態と同様に、第１接触式センサＳ１と第２接触式センサＳ２を用いて、非球面レンズＬ３の外径振れ量と非球面ｒ６の周辺部の面振れ量を測定する。
【００５２】
また、第３の実施形態と同様に、光源３３から発射された光の一部は、測定用送光装置４０のプリズムＰ２、レンズＬ７、プリズムＰ３、レンズＬ８、レンズＬ９を通って、全反射プリズム２７、２５で反射され、非球面ｒ５の中央部に照射される。非球面ｒ５によって反射された光は、全反射プリズム２５、２７によって測定用送光装置４０の内部に導かれ、レンズＬ９、Ｌ８を通って、プリズムＰ３によって方向を変えられ測定用センサ４３に導かれる。
すると、測定用センサ４３の受光位置に基づいて、プロセッサーが、中心軸Ａ１に対する非球面ｒ５の中央部の曲率中心振れ量を演算し、演算結果をテレビモニタに表示する。
【００５３】
このようにして多数の非球面レンズの外径振れ量と面振れ量と曲率中心振れ量を測定し、これらの非球面レンズのレンズ性能を図示を省略したマスターレンズを用いて調べ、外径振れ量と面振れ量と曲率中心振れ量とレンズ性能の相関関係を調べることにより、非球面レンズを鏡枠（図示略）内に位置させた後、非球面レンズの外周面と鏡枠の内周面の間の僅かなクリアランスを利用して非球面レンズを鏡枠に対して動かし、非球面レンズの一方の面の曲率中心を鏡枠の中心軸上に位置させて、その状態を保持したまま非球面レンズを鏡枠に接着したのと同じ状態下で、外径振れ量と面振れ量と曲率中心振れ量が非球面レンズのレンズ性能にどのような影響を与えているかを知ることが出来る。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、非球面レンズを鏡枠内に位置させた後、非球面レンズの外周面と鏡枠の内周面の間の僅かなクリアランスを利用して非球面レンズを鏡枠に対して動かし、非球面レンズの一方の面の曲率中心を鏡枠の中心軸上に位置させて、その状態を保持したまま非球面レンズを鏡枠に接着したのと同じ状態下で、非球面レンズの外径振れ量、非球面の周辺部の面振れ量、曲率中心振れ量を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の測定装置の全体図である。
【図２】面振れ量に基づいてディセンター量を求める場合の簡易説明図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の測定装置の全体図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の測定装置の全体図である。
【図５】本発明の第４の実施形態の測定装置の全体図である。
【符号の説明】
１Ａ １Ｂ 基台
１ａ 取付孔
１ｂ 採光孔
３ 固定部材
３ａ 中心孔
５ 第１回転部材
５ａ 中心孔
７ 第２回転部材
７ａ 中心孔
９ 固定部材
１１ レンズホルダ（吸着回転手段）
１１ａ 中心孔
１３ 吸引パイプ
１５ 真空装置
１７ 調整用送光装置（調整用送光手段）
１９ ケース
１９ａ １９ｂ 孔
２１ 光源
２３ 調整用センサ（調整用受光手段）
２５ ２７ 全反射プリズム
２９ 確認用送光装置（確認用送光手段）
３１ ケース
３１ａ ３１ｂ 孔
３３ 光源
３５ 確認用センサ（確認用受光手段）
３７ 調整用送光装置（調整用送光手段）
３９ ケース
３９ａ ３９ｂ 孔
４０ 測定用送光装置（測定用送光手段）
４１ 調整用センサ（調整用受光手段）
４３ 測定用センサ（測定用受光手段）
Ａ１ 中心軸（回転軸）
Ｇ ガラス板
Ｌ１ Ｌ２ Ｌ３ 非球面レンズ
Ｌ１ａ Ｌ２ａ Ｌ３ａ 外周面
Ｌ４ Ｌ５ Ｌ６ Ｌ７ Ｌ８ Ｌ９ Ｌ１０ Ｌ１１ Ｌ１２ レンズ
Ｍ 反射鏡
Ｏｏ Ｏｓ 曲率中心
Ｐ１ Ｐ２ Ｐ３ Ｐ４ プリズム
ｒ１ ｒ４ 球面
ｒ２ ｒ３ ｒ５ ｒ６ 非球面
Ｓ１ 第１接触式センサ（外径振れ検出手段）
Ｓ１ａ 接触子
Ｓ２ 第２接触式センサ（面振れ検出手段）
Ｓ２ａ 接触子
【技術分野】
本発明は、非球面レンズを鏡枠に入れたのと同じ状態にして、非球面レンズの外径振れ量、非球面の周辺部の面振れ量、曲率中心振れ量を測定する測定装置および測定方法に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
非球面レンズを鏡枠内にセッティングする方法の一つとして、非球面レンズを鏡枠内に位置させた後、非球面レンズの外周面と鏡枠の内周面の間の僅かなクリアランスを利用して非球面レンズを鏡枠に対して動かし、非球面レンズの一方の面の曲率中心を鏡枠の中心軸上に位置させて、その状態を保持したまま非球面レンズを鏡枠に固定する方法がある。
【０００３】
そして、この方法によって鏡枠に入れられたのと同じ状態にある非球面レンズの、外径振れ量や、非球面の周辺部の面振れ量や、曲率中心振れ量を測定できれば、多数の非球面レンズの外径振れ量、面振れ量、曲率中心振れ量を測定し、これらの非球面レンズのレンズ性能を調べ、外径振れ量、面振れ量、曲率中心振れ量とレンズ性能の相関関係を調べることにより、上記の方法によって非球面レンズを鏡枠に入れたときに、外径振れ量、面振れ量、曲率中心振れ量が非球面レンズのレンズ性能にどのような影響を与えているかを知ることが出来る。
【０００４】
しかし従来は、上記の方法によって鏡枠に入れられたのと同じ状態にされた非球面レンズの、外径振れ量や、非球面の周辺部の面振れ量や、曲率中心振れ量を測定する装置および方法がなかった。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、非球面レンズを鏡枠内に位置させた後、非球面レンズの外周面と鏡枠の内周面の間の僅かなクリアランスを利用して非球面レンズを鏡枠に対して動かし、非球面レンズの一方の面の曲率中心を鏡枠の中心軸上に位置させて、その状態を保持したまま非球面レンズを鏡枠に接着したのと同じ状態で、非球面レンズの外径振れ量、非球面の周辺部の面振れ量、曲率中心振れ量を測定できる測定装置と測定方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】
本発明の非球面レンズの測定装置は、外形が円形であり片面が球面をなす被検非球面レンズを、その非球面を吸着した状態で回転させる吸着回転手段と、上記球面に向けて光を照射する調整用送光手段と、該調整用送光手段から発せられ上記球面によって反射された光を受光する、受光位置を認識可能な調整用受光手段と、該調整用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記球面の曲率中心が上記吸着回転手段の回転軸上に位置しているか否かを判別する調整用判別手段と、該調整用判別手段が、上記球面の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記非球面レンズの外周面に当接して、該外周面の外径振れ量を検出する外径振れ検出手段と、上記調整用判別手段が、上記球面の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記非球面の中央部に向けて光を照射する測定用送光手段と、該測定用送光手段から発せられ上記非球面によって反射された光を受光する、受光位置を認識可能な測定用受光手段と、該測定用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記回転軸に対する上記非球面の中央部の曲率中心振れ量を演算する曲率中心振れ量演算手段と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
また、外形が円形であり両面がともに非球面をなす被検非球面レンズを、その一方の非球面を吸着した状態で回転させる吸着回転手段と、他方の非球面の中央部に向けて光を照射する調整用送光手段と、該調整用送光手段から発せられ上記他方の非球面によって反射された光を受光する、受光位置を認識可能な調整用受光手段と、該調整用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記吸着回転手段の回転軸上に位置しているか否かを判別する調整用判別手段と、該調整用判別手段が、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記非球面レンズの外周面に当接して、該外周面の外径振れ量を検出する外径振れ検出手段と、上記調整用判別手段が、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記他方の非球面の周辺部に当接して、該周辺部の面振れ量を検出する面振れ検出手段と、上記調整用判別手段が、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記一方の非球面の中央部に向けて光を照射する測定用送光手段と、該測定用送光手段から発せられ上記一方の非球面によって反射された光を受光する、受光位置を認識可能な測定用受光手段と、該測定用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記非球面軸に対する上記一方の非球面の中央部の曲率中心振れ量を演算する曲率中心振れ量演算手段とを備えるようにすることができる。
【００１２】
本発明の非球面レンズの測定方法は、外形が円形であり片面が球面をなす被検非球面レンズの非球面を吸着回転手段に吸着させて回転させるステップ、上記球面に向けて光を照射するステップ、該球面によって反射された光を、受光位置に基づいて、上記球面の曲率中心が上記吸着回転手段の回転軸上に位置しているか否かを判別する調整用判別手段に受光させるステップ、該調整用判別手段が、上記球面の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記非球面レンズの外周面の外径振れ量を検出するステップ、上記調整用判別手段が、上記球面の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記非球面の中央部に向けて光を照射するステップ、該非球面によって反射された光を、受光位置を認識可能な測定用受光手段に受光させるステップ、及び該測定用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記回転軸に対する上記非球面の中央部の曲率中心振れ量を演算するステップを有することを特徴としている。
【００１３】
また、外形が円形であり両面が非球面をなす被検非球面レンズの一方の非球面を吸着回転手段に吸着させて回転させるステップ、他方の非球面の中央部に向けて光を照射するステップ、該他方の非球面によって反射された光を、受光位置に基づいて、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記吸着回転手段の回転軸上に位置しているか否かを判別する調整用判別手段に受光させるステップ、該調整用判別手段が、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記非球面レンズの外周面の外径振れ量を検出するステップ、上記調整用判別手段が、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記他方の非球面の周辺部の面振れ量を検出するステップ、上記調整用判別手段が、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記一方の非球面の中央部に向けて光を照射するステップ、該一方の非球面によって反射された光を、受光位置を認識可能な測定用受光手段に受光させるステップ、及び該測定用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記回転軸に対する上記一方の非球面の中央部の曲率中心振れ量を演算するステップを有することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態について図１を参照しながら説明する。
この実施形態は、一方の面が球面ｒ１をなし、他方の面が非球面ｒ２をなす非球面レンズＬ１を、図示を省略した鏡枠に入れたのと同じ状態にして、この非球面レンズＬ１の外径振れ量と、非球面ｒ２の周辺部の面振れ量を測定するものである。
【００１５】
まず、本実施形態の非球面レンズＬ１の測定装置の構成について説明する。
中空箱状の基台１Ａの上面には、取付孔１ａが穿設されている。基台１Ａの内部には、上下方向を向く中心孔３ａが形成され、かつ底部がガラス板Ｇによって閉塞された固定部材３が配設されている。固定部材３の上部には、モータ（図示略）に連係された略円筒状の第１回転部材５が、軸受を介して上下方向の軸回りに回転自在に嵌合している。第１回転部材５の上部は取付孔１ａから基台１Ａの上方に突出しており、第１回転部材５には中心孔３ａと同心をなすとともに連通する中心孔５ａが設けられている。第１回転部材５の上面には環状をなす第２回転部材７が固着されており、第２回転部材７には中心孔５ａと同心をなすとともに連通する中心孔７ａが穿設されている。第２回転部材７の底面は、基台１Ａの上面に固定された環状の固定部材９の上面に回転自在に支持されている。
第２回転部材７の上面には、非球面レンズＬ１の球面ｒ１の周辺部よりやや内側を支持するとともに、上面が開口する略円筒状のレンズホルダ（吸着回転手段）１１が固着されている。このレンズホルダ１１の上端縁は、平面視では円形をなし、側面視ではレンズホルダ１１の中心軸Ａ１と直交している。さらに、レンズホルダ１１の内部には、中心孔７ａと同心をなすとともに連通する中心孔１１ａが穿設されている。
【００１６】
基台１Ａの内部の底面には、吸引パイプ１３を介して固定部材３の中心孔３ａと連通する真空装置１５が設置されている。この真空装置１５は、各中心孔３ａ、５ａ、７ａ、１１ａ内を真空にすることにより、レンズホルダ１１の上面に載置された被検レンズである非球面レンズＬ１を、レンズホルダ１１に吸着するものである。
レンズホルダ１１の上方には、レンズホルダ１１の上面に吸着される非球面レンズＬ１の外周面Ｌ１ａと非球面ｒ２の周辺部とにそれぞれ接触する、揺動式の接触子Ｓ１ａ、Ｓ２ａを具備する第１接触式センサ（外径振れ検出手段）Ｓ１と第２接触式センサ（面振れ検出手段）Ｓ２が配設されている。こららの接触式センサＳ１、Ｓ２は図示を省略したプロセッサーに接続されており、このプロセッサーはテレビモニタ（図示略）に接続されている。
【００１７】
レンズホルダ１１の上方には調整用送光装置（調整用送光手段）１７が配設されている。
調整用送光装置１７は、下面に孔１９ａが穿設されたケース１９と、ケース１９の内部に配設された光源２１と、反射鏡Ｍと、レンズＬ４と、プリズムＰ１と、レンズＬ５、レンズＬ６と、調整用センサ（調整用受光手段）２３とからなるものである。
調整用センサ２３は上記プロセッサー（調整用判別手段）に接続されている。
【００１８】
次に、非球面レンズＬ１を、図示を省略した鏡枠に入れたのと同じ状態にして、非球面レンズＬ１の外径振れ量と、非球面ｒ２の周辺部の面振れ量を測定する要領について説明する。
【００１９】
レンズホルダ１１の上面に、非球面ｒ２が正確な非球面形状をなすように加工された非球面レンズＬ１の球面ｒ１を載せた後、真空装置１５を作動させて各中心孔３ａ、５ａ、７ａ、１１ａ内を真空状態にして、非球面レンズＬ１の球面ｒ１をレンズホルダ１１に吸着させる。球面ｒ１とレンズホルダ１１は、両者間の摩擦抵抗が極めて小さくなるように設計されているので、このとき非球面レンズＬ１は自重により、球面ｒ１の曲率中心Ｏｓが各中心孔３ａ、５ａ、７ａ、１１ａの中心軸（回転軸）Ａ１上に位置する状態に、自動的に移動する。
この状態でモータを作動させて、第１回転部材５、第２回転部材７、レンズホルダ１１、非球面レンズＬ１を、中心軸Ａ１回りに回転させる。
【００２０】
次に、光源２１から光を発射する。発射された光は、反射鏡Ｍで反射され、レンズＬ４、プリズムＰ１、レンズＬ５、レンズＬ６、孔１９ａを通って、非球面ｒ２の中央部に照射される。非球面ｒ２の中央部に照射された光は、非球面ｒ２によって反射され、レンズＬ６、レンズＬ５を通ってプリズムＰ１により方向を変えられ、調整用センサ２３に導かれる。
【００２１】
このときの調整用センサ２３の受光面の受光位置に基づいて、プロセッサーが非球面ｒ２の中央部の曲率中心Ｏｏの中心軸Ａ１に対する位置を演算する。光が受光面の基準位置で受光されていれば、曲率中心Ｏｏが中心軸Ａ１上に位置していることがテレビモニタに表示され、光が基準位置以外で受光されていれば、中心軸Ａ１から曲率中心Ｏｏまでの距離が数値で表示される。
曲率中心Ｏｏが中心軸Ａ１上に位置していれば、非球面レンズＬ１をその状態に保持し、中心軸Ａ１上に位置していなければ、テレビモニタを見ながら非球面レンズＬ１をレンズホルダ１１に対して動かし、曲率中心Ｏｏを中心軸Ａ１上に位置させる。
【００２２】
このように曲率中心Ｏｏを中心軸Ａ１上に位置させると、非球面レンズＬ１は、図示を省略した鏡枠内に位置させられた後、非球面レンズＬ１の外周面と鏡枠の内周面の間の僅かなクリアランスを利用して鏡枠に対して動かされて、曲率中心Ｏｏが鏡枠の中心軸上に位置し、その状態を保持したまま鏡枠に接着されたのと同じ状態になる。
【００２３】
第１接触式センサＳ１の接触子Ｓ１ａは常に非球面レンズＬ１の外周面Ｌ１ａに接触しており、非球面レンズＬ１の外径中心が中心軸Ａ１上に位置していないと、接触子Ｓ１ａが横方向に揺れて、プロセッサーがこの揺動量を演算し、演算した揺動量（外径振れ量）がテレビモニタに表示される。
【００２４】
また、第２接触式センサＳ２の接触子Ｓ２ａは常に非球面レンズＬ１の非球面ｒ２の周辺部に接触しており、この周辺部が中心軸Ａ１に対して回転対称形状をなしていないと、接触子Ｓ２ａが上下方向に揺動し、プロセッサーがこの揺動量を演算し、演算した揺動量（面振れ量）がテレビモニタに表示される。
【００２５】
このような要領により多数の非球面レンズの外径振れ量と面振れ量を測定し、これらの非球面レンズのレンズ性能をを図示を省略したマスターレンズを用いて調べ、外径振れ量および面振れ量とレンズ性能の相関関係を調べれば、非球面レンズを鏡枠内に位置させた後、非球面レンズの外周面と鏡枠の内周面の間の僅かなクリアランスを利用して非球面レンズを鏡枠に対して動かし、非球面レンズの一方の面の曲率中心を鏡枠の中心軸上に位置させて、その状態を保持したまま非球面レンズを鏡枠に接着したのと同じ状態下で、外径振れ量と面振れ量が非球面レンズのレンズ性能にどのような影響を与えているかを知ることができる。
【００２６】
また、非球面の周辺部の面振れ量を基に非球面レンズのディセンター量をプロセッサーに演算させ、このディセンター量をテレビモニタに表示するようにしてもよい。この場合は、曲率中心振れ量とディセンター量がレンズ性能にどのような影響を与えているかを知ることができる。
ここでディセンター量とは、図２に示すように、中心軸Ａ１と非球面ｒ２の交点Ｑと非球面ｒ２の頂点Ｐ（非球面ｒ２の各位置の曲率中心を全て通る直線と非球面ｒ２との交点）の非球面レンズＬ１の径方向距離のことである。
【００２７】
この場合のディセンター量Ｄは、以下のようにして近似的に求められる。
ＱとＯｏを結ぶ線とＰとＯｏを結ぶ線がなす角度をεとすると、
ε≒ｄ／φ
となる。
なお、ｄは接触子Ｓ２ａが測定した非球面ｒ２の周辺部の面振れ量であり、φは非球面レンズＬ１の外径中心から非球面ｒ２と接触子Ｓ２ａの接点までの距離を２倍したものである。
そして、ＰからＯｏまでの距離Ｌにεを掛ければ、ディセンター量Ｄが近似的に求められる。即ち、
Ｄ≒ε×Ｌ
となる。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施形態について図３を参照しながら説明する。
なお、第１の実施形態と同じ部材には同じ符号を付すに止めて、その詳細な説明は省略する。
【００２９】
本実施形態は、一方の面が球面ｒ１をなし、他方の面が非球面ｒ２をなす非球面レンズＬ１を図示を省略した鏡枠に入れたのと同じ状態にして、その外径振れ量と、非球面ｒ２の周辺部の面振れ量を測定するものである。
【００３０】
まず、本実施形態の非球面レンズＬ１の測定装置の、第１の実施形態にはない構成要素について説明する。
基台１Ｂの上面には、取付孔１ａの他に採光孔１ｂが穿設されている。基台１Ｂの内部の底面には、取付孔１ａと採光孔１ｂの直下にそれぞれ位置する左右一対の全反射プリズム２５、２７が設置されている。
【００３１】
採光孔１ｂの上方には確認用送光装置（確認用送光手段）２９が配設されている。
この確認用送光装置２９は、下面と側面とに孔３１ａ、３１ｂが穿設されたケース３１と、ケース３１の内部に配設された光源３３と、２つのプリズムＰ２、Ｐ３と、３枚のレンズＬ７、Ｌ８、Ｌ９と、確認用センサ（確認用受光手段）３５とからなるものである。
確認用センサ３５は上記プロセッサー（確認用判別手段）、（調整用判別手段）に接続されている。
【００３２】
レンズホルダ１１の上方には調整用送光装置（調整用送光手段）３７が配設されている。
この調整用送光装置３７は、側面と下面に孔３９ａ、３９ｂが穿設されたケース３９と、ケース３９の内部に配設された反射鏡Ｍと、プリズムＰ４と、３枚のレンズＬ１０、Ｌ１１、Ｌ１２と、調整用センサ（調整用受光手段）４１とからなるものである。
調整用センサ４１は上記プロセッサーに接続されている。
【００３３】
次に、非球面レンズＬ１を図示を省略した鏡枠に入れたのと同じ状態にして、非球面レンズＬ１の外径振れ量と、非球面ｒ２の面振れ量を測定する要領について説明する。
【００３４】
まず、レンズホルダ１１の上面に非球面レンズＬ１の球面ｒ１を載せて吸着させた後に、モータを作動させたら、光源３３から光を発射する。発射された光の一部は、確認用送光装置２９のプリズムＰ２、レンズＬ７、プリズムＰ３、レンズＬ８、レンズＬ９を通って、全反射プリズム２７、２５で反射され、球面ｒ１に照射される。すると、球面ｒ１によって反射された光が、全反射プリズム２５、２７によって確認用送光装置２９の内部に導かれ、レンズＬ９、Ｌ８を透過して、プリズムＰ３によって方向を変えられ確認用センサ３５に導かれる。光が確認用センサ３５の基準位置で受光されたか否かをプロセッサーが判断する。
【００３５】
光が基準位置で受光されていれば、球面ｒ１の曲率中心Ｏｓが中心軸Ａ１上に位置している旨がテレビモニタに表示され、光が基準位置以外の箇所で受光されていれば、曲率中心Ｏｓが中心軸Ａ１上に位置していない旨が表示される。
【００３６】
このようにして中心軸Ａ１上に曲率中心Ｏｓが位置していることが確認できたら、次の要領により、非球面ｒ２の中央部の曲率中心Ｏｏを中心軸Ａ１上に位置させる。
【００３７】
光源３３から発射された光の一部は、プリズムＰ２を透過して、孔３１ｂ、３９ａを通って調整用送光装置３７の内部に導かれる。この光は反射鏡Ｍにより反射され、レンズＬ１０、プリズムＰ４、レンズＬ１１、レンズＬ１２、ケース３９の孔３９ａを通って非球面ｒ２の中央部に照射される。非球面ｒ２の中央部に照射された光は、非球面ｒ２によって反射され、レンズＬ１２、レンズＬ１１を通ってプリズムＰ４により方向を変えられ、調整用センサ４１に導かれる。光が調整用センサ４１の受光面のどの位置で受光されたかに応じて、プロセッサーが非球面ｒ２の中央部の曲率中心Ｏｏの中心軸Ａ１に対する位置を演算し、その結果をテレビモニタに表示する。
曲率中心Ｏｏが中心軸Ａ１上に位置していれば、非球面レンズＬ１をその状態に保持し、中心軸Ａ１上に位置していなければ、テレビモニタを見ながら非球面レンズＬ１をレンズホルダ１１に対して動かし、曲率中心Ｏｏを中心軸Ａ１上に位置させる。
【００３８】
このようにして非球面レンズＬ１を図示を省略した鏡枠に入れたのと同じ状態にしたら、第１の実施形態と同様に、第１接触式センサＳ１と第２接触式センサＳ２を用いて、非球面レンズＬ１の外径振れ量と非球面ｒ２の周辺部の面振れ量を測定する。
【００３９】
このように本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果を奏することができるだけでなく、球面ｒ１の曲率中心Ｏｓが中心軸Ａ１上に位置しているか否かをテレビモニタで視覚的に確認できるので、非球面レンズＬ１の測定をより正確に行うことができる。
【００４０】
次に、本発明の第３の実施形態について図４を参照しながら説明する。
なお、第２の実施形態と同じ部材には同じ符号を付すに止めて、その詳細な説明は省略する。
この実施形態は、片面が球面ｒ４をなす非球面レンズＬ２を、第１の実施形態とは逆向きに鏡枠に入れたのと同じ状態にして、非球面レンズＬ２の外径振れ量と、中心軸Ａ１に対する非球面ｒ３の中央部の曲率中心振れ量を測定するものである。
ここで、中心軸Ａ１に対する非球面ｒ３の曲率中心振れ量を、中心軸Ａ１と非球面ｒ３の中央部の曲率中心Ｏｓの、非球面レンズＬ１の径方向の距離と定義する。
【００４１】
まず、本実施形態の測定装置の、第２の実施形態とは異なる構成要素について説明する。
確認用送光装置２９とほぼ同様の構成要素を備える測定用送光装置（測定用送光手段）４０の内部には、第２の実施形態の確認用センサ３５の代わりに測定用センサ（測定用受光手段）４３が設けられており、この測定用センサ４３は上記プロセッサー（曲率中心振れ量演算手段）に接続されている。
また、第２接触式センサＳ２は設けられていない。
【００４２】
次に、非球面レンズＬ２の外径振れ量と曲率中心振れ量を測定する要領について説明する。
【００４３】
まず、第２の実施形態と同様に、調整用送光装置（調整用送光手段）３７を利用して、球面ｒ４の曲率中心Ｏｏを中心軸Ａ１上に位置させる。
光源３３から発射された光の一部は、調整用送光装置３７を通って球面ｒ４に照射され、球面ｒ４によって反射された光は調整用センサ（調整用受光手段）４１に導かれる。
光が調整用センサ４１の受光面のどの位置で受光されたかに応じて、プロセッサーが球面ｒ４の曲率中心Ｏｏの中心軸Ａ１に対する位置を演算し、その結果をテレビモニタに表示する。曲率中心Ｏｏが中心軸Ａ１上に位置していれば非球面レンズＬ２をその状態に保持し、中心軸Ａ１上に位置してなければ、テレビモニタを見ながら非球面レンズＬ２をレンズホルダ１１に対して動かし、曲率中心Ｏｏを中心軸Ａ１上に位置させる。
【００４４】
このようにして曲率中心Ｏｏを中心軸Ａ１上に位置させれば、非球面レンズＬ２は鏡枠に入れたのと同じ状態になるので、この後、第１の実施形態と同様に、第１接触式センサ（外径振れ検出手段）Ｓ１を用いて非球面レンズＬ２の外径振れ量を測定する。
【００４５】
また、光源３３から発射された光の一部は、測定用送光装置４０のプリズムＰ２、レンズＬ７、プリズムＰ３、レンズＬ８、レンズＬ９を通って、全反射プリズム２７、２５で反射され、非球面ｒ３の中央部に照射される。すると、非球面ｒ３によって反射された光が、全反射プリズム２５、２７によって測定用送光装置４０の内部に導かれ、レンズＬ９、Ｌ８を通って、プリズムＰ３によって方向を変えられ測定用センサ４３に導かれる。
【００４６】
すると、測定用センサ４３の受光位置に基づいて、プロセッサーが、中心軸Ａ１に対する非球面ｒ３の中央部の曲率中心振れ量を演算し、演算結果をテレビモニタに表示する。
【００４７】
このようにして多数の非球面レンズの外径振れ量と曲率中心振れ量を測定し、これらの非球面レンズのレンズ性能を図示を省略したマスターレンズを用いて調べ、外径振れ量および曲率中心振れ量とレンズ性能の相関関係を調べれば、非球面レンズを鏡枠内に位置させた後、非球面レンズの外周面と鏡枠の内周面の間の僅かなクリアランスを利用して非球面レンズを鏡枠に対して動かし、非球面レンズの一方の面の曲率中心を鏡枠の中心軸上に位置させて、その状態を保持したまま非球面レンズを鏡枠に接着したのと同じ状態下で、外径振れ量と曲率中心振れ量が非球面レンズのレンズ性能にどのような影響を与えているかを知ることが出来る。
【００４８】
最後に、本発明の第４の実施形態について図５を参照しながら説明する。
なお、第３の実施形態と同じ部材には同じ符号を付すに止めて、その詳細な説明は省略する。
本実施形態は、両面ｒ５、ｒ６が非球面をなす非球面レンズＬ３の外径振れ量と、非球面ｒ６の周辺部の面振れ量と、中心軸Ａ１に対する非球面ｒ５の中央部の曲率中心振れ量を測定するものである。
【００４９】
本実施形態の測定装置は、第３の実施形態の測定装置に第２接触式センサ（面振れ検出手段）Ｓ２を付加したものであり、第２接触式センサＳ２は上記プロセッサーに接続されている。
【００５０】
次に、非球面レンズＬ３の外径振れ量と、非球面ｒ６の周辺部の面振れ量と、中心軸Ａ１に対する非球面ｒ５の中央部の曲率中心振れ量を測定する要領について説明する。
まず、第２の実施形態と同様に、調整用送光装置３７を利用して非球面ｒ６の中央部の曲率中心Ｏｏを中心軸Ａ１上に位置させて、非球面レンズＬ３を鏡枠に入れたのと同じ状態にする。
【００５１】
このようにして非球面レンズＬ３を鏡枠に入れたのと同じ状態にしたら、第１の実施形態と同様に、第１接触式センサＳ１と第２接触式センサＳ２を用いて、非球面レンズＬ３の外径振れ量と非球面ｒ６の周辺部の面振れ量を測定する。
【００５２】
また、第３の実施形態と同様に、光源３３から発射された光の一部は、測定用送光装置４０のプリズムＰ２、レンズＬ７、プリズムＰ３、レンズＬ８、レンズＬ９を通って、全反射プリズム２７、２５で反射され、非球面ｒ５の中央部に照射される。非球面ｒ５によって反射された光は、全反射プリズム２５、２７によって測定用送光装置４０の内部に導かれ、レンズＬ９、Ｌ８を通って、プリズムＰ３によって方向を変えられ測定用センサ４３に導かれる。
すると、測定用センサ４３の受光位置に基づいて、プロセッサーが、中心軸Ａ１に対する非球面ｒ５の中央部の曲率中心振れ量を演算し、演算結果をテレビモニタに表示する。
【００５３】
このようにして多数の非球面レンズの外径振れ量と面振れ量と曲率中心振れ量を測定し、これらの非球面レンズのレンズ性能を図示を省略したマスターレンズを用いて調べ、外径振れ量と面振れ量と曲率中心振れ量とレンズ性能の相関関係を調べることにより、非球面レンズを鏡枠（図示略）内に位置させた後、非球面レンズの外周面と鏡枠の内周面の間の僅かなクリアランスを利用して非球面レンズを鏡枠に対して動かし、非球面レンズの一方の面の曲率中心を鏡枠の中心軸上に位置させて、その状態を保持したまま非球面レンズを鏡枠に接着したのと同じ状態下で、外径振れ量と面振れ量と曲率中心振れ量が非球面レンズのレンズ性能にどのような影響を与えているかを知ることが出来る。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、非球面レンズを鏡枠内に位置させた後、非球面レンズの外周面と鏡枠の内周面の間の僅かなクリアランスを利用して非球面レンズを鏡枠に対して動かし、非球面レンズの一方の面の曲率中心を鏡枠の中心軸上に位置させて、その状態を保持したまま非球面レンズを鏡枠に接着したのと同じ状態下で、非球面レンズの外径振れ量、非球面の周辺部の面振れ量、曲率中心振れ量を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の測定装置の全体図である。
【図２】面振れ量に基づいてディセンター量を求める場合の簡易説明図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の測定装置の全体図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の測定装置の全体図である。
【図５】本発明の第４の実施形態の測定装置の全体図である。
【符号の説明】
１Ａ １Ｂ 基台
１ａ 取付孔
１ｂ 採光孔
３ 固定部材
３ａ 中心孔
５ 第１回転部材
５ａ 中心孔
７ 第２回転部材
７ａ 中心孔
９ 固定部材
１１ レンズホルダ（吸着回転手段）
１１ａ 中心孔
１３ 吸引パイプ
１５ 真空装置
１７ 調整用送光装置（調整用送光手段）
１９ ケース
１９ａ １９ｂ 孔
２１ 光源
２３ 調整用センサ（調整用受光手段）
２５ ２７ 全反射プリズム
２９ 確認用送光装置（確認用送光手段）
３１ ケース
３１ａ ３１ｂ 孔
３３ 光源
３５ 確認用センサ（確認用受光手段）
３７ 調整用送光装置（調整用送光手段）
３９ ケース
３９ａ ３９ｂ 孔
４０ 測定用送光装置（測定用送光手段）
４１ 調整用センサ（調整用受光手段）
４３ 測定用センサ（測定用受光手段）
Ａ１ 中心軸（回転軸）
Ｇ ガラス板
Ｌ１ Ｌ２ Ｌ３ 非球面レンズ
Ｌ１ａ Ｌ２ａ Ｌ３ａ 外周面
Ｌ４ Ｌ５ Ｌ６ Ｌ７ Ｌ８ Ｌ９ Ｌ１０ Ｌ１１ Ｌ１２ レンズ
Ｍ 反射鏡
Ｏｏ Ｏｓ 曲率中心
Ｐ１ Ｐ２ Ｐ３ Ｐ４ プリズム
ｒ１ ｒ４ 球面
ｒ２ ｒ３ ｒ５ ｒ６ 非球面
Ｓ１ 第１接触式センサ（外径振れ検出手段）
Ｓ１ａ 接触子
Ｓ２ 第２接触式センサ（面振れ検出手段）
Ｓ２ａ 接触子
Claims (4)
- 外形が円形であり片面が球面をなす被検非球面レンズを、その非球面を吸着した状態で回転させる吸着回転手段と、
上記球面に向けて光を照射する調整用送光手段と、
該調整用送光手段から発せられ上記球面によって反射された光を受光する、受光位置を認識可能な調整用受光手段と、
該調整用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記球面の曲率中心が上記吸着回転手段の回転軸上に位置しているか否かを判別する調整用判別手段と、
該調整用判別手段が、上記球面の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記非球面レンズの外周面に当接して、該外周面の外径振れ量を検出する外径振れ検出手段と、
上記調整用判別手段が、上記球面の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記非球面の中央部に向けて光を照射する測定用送光手段と、
該測定用送光手段から発せられ上記非球面によって反射された光を受光する、
受光位置を認識可能な測定用受光手段と、
該測定用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記回転軸に対する上記非球面の中央部の曲率中心振れ量を演算する曲率中心振れ量演算手段と、
を備えることを特徴とする非球面レンズの測定装置。 - 外形が円形であり両面がともに非球面をなす被検非球面レン
ズを、その一方の非球面を吸着した状態で回転させる吸着回転手段と、
他方の非球面の中央部に向けて光を照射する調整用送光手段と、
該調整用送光手段から発せられ上記他方の非球面によって反射された光を受光する、受光位置を認識可能な調整用受光手段と、
該調整用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記吸着回転手段の回転軸上に位置しているか否かを判別する調整用判別手段と、
該調整用判別手段が、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記非球面レンズの外周面に当接して、該外周面の外径振れ量を検出する外径振れ検出手段と、
上記調整用判別手段が、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記他方の非球面の周辺部に当接して、該周辺部の面振れ量を検出する面振れ検出手段と、
上記調整用判別手段が、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記一方の非球面の中央部に向けて光を照射する測定用送光手段と、
該測定用送光手段から発せられ上記一方の非球面によって反射された光を受光する、受光位置を認識可能な測定用受光手段と、
該測定用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記回転軸に対する上記一方の非球面の中央部の曲率中心振れ量を演算する曲率中心振れ量演算手段と、
を備えることを特徴とする非球面レンズの測定装置。 - 外形が円形であり片面が球面をなす被検非球面レンズの非球面を吸着回転手段に吸着させて回転させるステップ、
上記球面に向けて光を照射するステップ、
該球面によって反射された光を、受光位置に基づいて、上記球面の曲率中心が上記吸着回転手段の回転軸上に位置しているか否かを判別する調整用判別手段に受光させるステップ、
該調整用判別手段が、上記球面の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記非球面レンズの外周面の外径振れ量を検出するステップ、
上記調整用判別手段が、上記球面の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記非球面の中央部に向けて光を照射するステップ、
該非球面によって反射された光を、受光位置を認識可能な測定用受光手段に受光させるステップ、及び
該測定用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記回転軸に対する上記非球面の中央部の曲率中心振れ量を演算するステップ
を有することを特徴とする非球面レンズの測定方法。 - 外形が円形であり両面が非球面をなす被検非球面レンズの一方の非球面を吸着回転手段に吸着させて回転させるステップ、
他方の非球面の中央部に向けて光を照射するステップ、
該他方の非球面によって反射された光を、受光位置に基づいて、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記吸着回転手段の回転軸上に位置しているか否かを判別する調整用判別手段に受光させるステップ、
該調整用判別手段が、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記非球面レンズの外周面の外径振れ量を検出するステップ、
上記調整用判別手段が、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記他方の非球面の周辺部の面振れ量を検出するステップ、
上記調整用判別手段が、上記他方の非球面の中央部の曲率中心が上記回転軸上に位置していると判別している状態で、上記一方の非球面の中央部に向けて光を照射するステップ、
該一方の非球面によって反射された光を、受光位置を認識可能な測定用受光手段に受光させるステップ、及び
該測定用受光手段による反射光の受光位置に基づいて、上記回転軸に対する上記一方の非球面の中央部の曲率中心振れ量を演算するステップ
を有することを特徴とする非球面レンズの測定方法。
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-
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