JP5197397B2 - 参照レンズユニットの取付構造および方法 - Google Patents

Description

本発明は、干渉計に用いる参照レンズを筒体状のレンズ枠に保持した参照レンズユニットを、参照レンズユニット取付部を介して干渉計本体に着脱可能に取り付ける参照レンズユニットの取付構造および方法に関する。

従来、例えば、レンズや反射鏡などの光学素子のレンズ面やミラー面の面形状測定や、曲率半径測定などを行うために干渉計が用いられている。
例えば、特許文献１には、レーザ光を上向きに射出するレーザ光源と、このレーザ光源からのレーザ光を発散光にする発散レンズと、レーザ光を直角に反射して水平方向にするミラーと、ビームスプリッタと、レーザ光を再度反射して下向きにするミラーと、発散光を平行光にするコリメータレンズと、ビームスプリッタからの反射光の集光点に置かれたフィルタと、フィルタを透過した反射光の光路中に置かれたレンズと、カメラとを具備した干渉計本体を有し、この干渉計本体に、コリメータレンズから射出される平行光であるレーザ光が入射するように、レンズ枠に内蔵され参照面を有する参照レンズがレンズ枠によって参照レンズユニット取付部を介して取り付けられている干渉計装置が記載されている。
参照レンズから出射されるレーザ光は、被測定体である光学素子に照射され、光学素子の被測定面で反射された光を参照レンズに再入射させて干渉縞を形成し、干渉計本体のカメラを通して干渉縞を観察できるようになっている。
このような干渉計の参照レンズは、被測定体の被測定面の曲率半径に応じて交換する必要があるため、参照レンズは干渉計本体に対してレンズ枠ごと交換できるようになっている。すなわち、レンズ枠と参照レンズとは、干渉計本体に着脱可能に取り付けられる参照レンズユニットを構成している。
参照レンズユニットの取付構造としては、干渉計本体側に雌ねじを設け、この雌ねじに螺合する雄ねじをレンズ枠に設けたねじ式の取付構造や、レンズ枠から径方向外側に突設された嵌合ピンを、干渉計本体側の円筒取付孔の内側面に設けられた軸方向に延びる開口と周方向に延びる溝とが連結されたＬ字状の引っかけ溝に嵌合させるはめこみ方式の取付構造が知られている。

特開平９−２９７０８９号公報

しかしながら、上記のような従来の参照レンズユニットの取付構造および方法には、以下のような問題があった。
ねじ式の取付構造では、参照レンズユニットの着脱を繰り返すことによって、レンズ枠の雄ねじ部と、干渉計本体側の雌ねじ部との間に磨耗しやすいという問題がある。このため、ねじ部を定期的に交換する必要がある。特に、参照レンズユニット側の雄ねじ部はレンズ枠に一体に設けられているため、この雄ねじ部の交換には高額の費用が発生するという問題がある。
また、参照レンズユニットの外径は、例えば、φ８０ｍｍ〜φ１３０ｍｍ程度と大口径であり、参照レンズユニットの質量は、５００ｇ〜１．８ｋｇ程度ある。このため、参照レンズユニットを手に持って、ねじ同士がこじないように雌ねじ部に対して位置合わせし、螺合させていく交換作業は、作業者の大きな負荷になっていた。特に、参照レンズを外す際は、外れるタイミングがはっきりしないため、特許文献１の装置のように干渉計本体の下側に取り付けられた場合や、干渉計本体の側面に取り付けられた場合は、誤って参照レンズを落下させやすいという問題がある。
また、はめこみ式の取付構造でも、着脱に伴って嵌合ピンを引っかけ溝内で周方向に摺動移動させて嵌合させるため、嵌合ピンと引っかけ溝の嵌合部との間には、磨耗が発生しやすいという問題がある。このため、ねじ式の取付構造と同様に定期的に嵌合ピンや引っかけ溝を交換する必要がある。このように交換可能な引っかけ溝は、構造が複雑となり高価なものになってしまうという問題がある。
また、参照レンズユニットを取り付ける際、嵌合ピンを狭い幅で開口している引っかけ溝の位置に正確に位置合わせして取り付けなければならない。特に参照レンズユニットを干渉計本体の下側に取り付ける場合には作業性が著しく悪くなるため、参照レンズユニットを落下させやすいという問題がある。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、磨耗による劣化を抑制することができるとともに参照レンズユニットの交換の作業性を向上することができる参照レンズユニットの取付構造および方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、干渉計に用いる参照レンズを筒体状のレンズ枠に保持した参照レンズユニットを、参照レンズユニット取付部を介して干渉計本体に着脱可能に取り付ける参照レンズユニットの取付構造であって、前記レンズ枠は、筒体軸方向の端部に設けられた前記参照レンズのレンズ光軸に直交する位置合わせ面と、筒体径方向の位置決め、および筒体軸方向において前記端部と反対側の端部側から前記位置合わせ面に向かう押圧力の伝達を行うため、前記端部の外周側に前記レンズ光軸と同軸に設けられた外周被係止部とを備え、前記参照レンズユニット取付部は、前記レンズ枠の前記位置合わせ面が前記干渉計本体の外部側から当接可能に設けられた、前記干渉計本体の測定基準軸に直交する位置決め面と、該位置決め面上で前記測定基準軸を中心とする円周上の互いに離間した２位置に、前記位置決め面から外部側に離れるにつれて前記測定基準軸側に向かって径方向内側に傾斜する傾斜面を有し、該傾斜面と前記位置決め面との間で前記レンズ枠の前記外周被係止部が係止可能に設けられた基準係止部と、前記位置決め面に対向する外部側で、前記測定基準軸を挟んで前記２位置の基準係止部と反対側に、前記測定基準軸に向かう径方向に進退可能に設けられた可動押圧部材とを備え、前記レンズ枠の前記外周被係止部を、前記参照レンズユニット取付部の前記２位置の基準係止部および前記可動押圧部材の間に挟んだ状態で、該可動押圧部材を進退させることにより、前記参照レンズユニットを前記参照レンズユニット取付部に対して着脱させる構造とする。
この発明によれば、レンズ枠の位置合わせ面を、参照レンズユニット取付部の位置決め面に対向させた状態で、レンズ枠の外周被係止部を２位置の基準係止部に係止させる。次に、可動押圧部材を進出させて、干渉計の測定基準軸を挟んで２位置の基準係止部と反対側の外周被係止部の少なくとも１箇所を、可動押圧部材によって測定基準軸に向かう径方向および測定基準軸に沿って位置決め面に向かう方向に押圧する。そして、レンズ枠の位置合わせ面と、参照レンズユニット取付部の位置決め面とが密着して当接された位置で、可動押圧部材の進出位置を固定することにより、レンズ枠をレンズ光軸まわりに回転させることなく参照レンズユニットを参照レンズユニット取付部に取り付けることができる。
また、可動押圧部材を退避させることにより、基準係止部と外周被係止部とを摺動させることなく、参照レンズユニットを参照レンズユニット取付部から取り外すことができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の参照レンズユニットの取付構造において、前記レンズ枠の前記外周被係止部は、前記参照レンズユニット取付部の前記基準係止部の前記傾斜面と同一角度で傾斜した筒体周方向に連続して形成された円錐傾斜面からなる構成とする。
この発明によれば、参照レンズユニットのレンズ枠の外周被係止部が、基準係止部の前記傾斜面と同一角度で傾斜した筒体周方向に連続して形成された円錐傾斜面からなるので、レンズ枠の周方向の位置を、基準係止部の位置に位置合わせすることなく、参照レンズユニット取付部に取り付けることができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の参照レンズユニットの取付構造において、前記参照レンズユニット取付部は、前記位置決め面上に、前記レンズ枠の前記外周被係止部を係止して、前記レンズ枠を前記測定基準軸に向かう径方向に案内するアリ溝部が設けられ、該アリ溝部が前記２位置のうちの１つの基準係止部を兼ねる構造とする。
この発明によれば、アリ溝部によって、参照レンズユニットのレンズ枠の外周被係止部を係止して、レンズ枠を測定基準軸に向かう径方向に案内しながら、外周被係止部を２位置の基準係止部に導くことができるので、取付作業が容易となる。また、取付作業中に参照レンズユニットが落下したりすることを防止することができる。

請求項４に記載の発明では、干渉計に用いる参照レンズを筒体状のレンズ枠に保持した参照レンズユニットを、参照レンズユニット取付部を介して干渉計本体に着脱可能に取り付ける参照レンズユニットの取付方法であって、前記レンズ枠は、筒体軸方向の端部に設けられた前記参照レンズのレンズ光軸に直交する位置合わせ面と、筒体径方向の位置決め、および筒体軸方向において前記端部と反対側の端部側から前記位置合わせ面に向かう押圧力の伝達を行うため、前記端部の外周側に前記レンズ光軸と同軸に設けられた外周被係止部とを備え、前記参照レンズユニット取付部は、前記レンズ枠の前記軸方向位置合わせ面が前記干渉計本体の外部側から当接可能に設けられた、前記干渉計本体の測定基準軸に直交する位置決め面と、該位置決め面上で前記測定基準軸を中心とする円周上の互いに離間した２位置に、前記位置決め面から外部側に離れるにつれて前記測定基準軸側に向かって径方向内側に傾斜する傾斜面を有し、該傾斜面と前記位置決め面との間で前記レンズ枠の前記外周被係止部が係止可能に設けられた基準係止部とを備え、前記レンズ枠の前記位置合わせ面を、前記参照レンズユニット取付部の前記位置決め面に対向させた状態で、前記レンズ枠の前記外周被係止部を前記２位置の基準係止部に係止させ、前記測定基準軸を挟んで前記２位置の基準係止部と反対側の前記外周被係止部の少なくとも１箇所を、可動押圧部材によって前記測定基準軸に向かう径方向および前記測定基準軸に沿って前記位置決め面側に向かう方向に押圧し、前記レンズ枠の前記位置合わせ面と、前記参照レンズユニット取付部の前記位置決め面とが密着して当接された位置で、前記可動押圧部材を前記位置決め面上に押圧して位置決めすることにより、前記参照レンズユニットを前記参照レンズユニット取付部に取り付ける方法とする。
この発明によれば、請求項１に記載の参照レンズユニットの取付構造を用いて、参照レンズユニットを参照レンズユニット取付部に取り付ける方法となっているので、請求項１に記載の発明と同様の作用を備える。

本発明の参照レンズユニットの取付構造および方法によれば、レンズ枠をレンズ光軸まわりに回転させることなく参照レンズユニットを参照レンズユニット取付部に取り付けることができるので、磨耗による劣化を抑制することができるとともに参照レンズユニットの交換の作業性を向上することができるという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係る参照レンズユニットの取付構造を備える干渉計装置の概略構成を示す模式的な正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る参照レンズユニットの模式的な正面図および平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る参照レンズユニット取付部の模式的な斜視図である。 図３におけるＢ視の下面図、そのＥ視の側面図およびＤ−Ｄ断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る押し当て機構の構成を示す図３におけるＡ−Ａ断面図、および押し当て機構の動作を説明するための断面図である。 図４におけるＦ−Ｆ断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る参照レンズユニットの取付方法を説明する模式的な斜視図である。 図７におけるＧ視の下面図、そのＪ−Ｊ断面図およびＫ−Ｋ断面図の一部である。 本発明の第１の実施形態の第１変形例の参照レンズユニットを示す模式的な断面図、および本発明の第１の実施形態の第２変形例の参照レンズユニットの取付構造を示す模式的な断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る参照レンズユニット取付部の模式的な下面図、およびそのＬ視の側面図である。

以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る参照レンズユニットの取付構造について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る参照レンズユニットの取付構造を備える干渉計装置の概略構成を示す模式的な正面図である。図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る参照レンズユニットの模式的な正面図および平面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る参照レンズユニット取付部の模式的な斜視図である。図４（ａ）は、図３におけるＢ視の下面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＥ視の側面図である。図４（ｃ）は、図４（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図である。図５（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る押し当て機構の構成を示す図３におけるＡ−Ａ断面図である。図５（ｂ）は、押し当て機構の動作を説明するための断面図である。図６は、図４（ａ）におけるＦ−Ｆ断面図である。

本実施形態の参照レンズユニットの取付構造を備える干渉計装置５０（干渉計）は、図１に示すように、被測定体６０の被測定面６０ａの面形状や曲率半径を測定するためのものである。
被測定体６０としては、例えば、レンズ、反射鏡、平板ガラス等の適宜の光学素子を採用することができる。図１には、被測定体６０の一例として両凸レンズが描かれている。
干渉計装置５０の概略構成は、基台部５１上に立設された支柱部材５２と、支柱部材５２の上端部側に固定された干渉計本体５３と、干渉計本体５３の下端部において参照レンズユニット取付部４を介して着脱可能に設けられ干渉測定の参照面を備える参照レンズユニット１と、参照レンズユニット１から出射される測定光の光軸上に被測定体６０を保持する被測定体保持部５５と、被測定体保持部５５を鉛直軸に沿って移動可能に保持する移動ステージ５４とを備える。
干渉計本体５３には、特に図示しないが、干渉縞を形成するための光源、干渉光学系およびカメラなどが内蔵され、測定光を鉛直軸に沿って鉛直下方に出射できるようになっている。以下では、この干渉計本体５３内の干渉光学系および干渉計本体５３から出射される測定光の光軸を測定基準軸Ｏで表す。

参照レンズユニット１は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、参照レンズ３およびレンズ枠２からなる。
参照レンズ３は、被測定体６０の被測定面６０ａの形状に対応して、高精度に仕上げられた参照面３ａを有するレンズである。参照面３ａは、参照レンズユニット１を参照レンズユニット取付部４に取り付けた状態では干渉光学系の最外の光学面を構成し、被測定体保持部５５上に配置された被測定体６０に対向するような位置関係で、レンズ枠２内に固定されている。

レンズ枠２は、参照レンズ３を内部に固定する全体として筒状体、具体的な例としては、略円筒状の筒体である。
レンズ枠２の軸方向（筒体軸方向）における一方の端部である参照レンズ３の参照面３ａと反対側の端部には、参照レンズ３のレンズ光軸Ｐに直交する位置合わせ面２ａと、レンズ光軸Ｐと同軸に設けられ、レンズ光軸Ｐに沿う方向のうちの他方の端部側から一方の端部側に向かう方向に拡径する円錐傾斜面２ｂ（外周被係止部）とで構成された丸アリ部２Ａを備えている。
円錐傾斜面２ｂの傾斜角は、位置合わせ面２ａに対してθ（ただし、０＜θ＜９０°）とされ、位置合わせ面２ａから軸方向に沿う距離ｈの範囲に設けられている。
位置合わせ面２ａの外径ｄは、本実施形態では、レンズ枠２の外径と略同程度の外径とされ、円錐傾斜面２ｂは、レンズ枠２の外周面から内径方向に傾斜して設けられている。このため、本実施形態の丸アリ部２Ａは、レンズ枠２の外周面に対しては凹形状とされている。

参照レンズユニット取付部４は、図３、図４（ａ）に示すように、中央に干渉計本体５３から出射される測定光を透過させるための円孔状の開口部５ｂを有する全体として円環状の取付板５に、押し当て機構６が設けられたものである。
取付板５の板厚方向の一方の側には、干渉計本体５３に固定するための平面からなる本体固定部５ａが形成されている。
本体固定部５ａは、開口部５ｂの中心が干渉計本体５３の測定基準軸Ｏ上に整列するように固定されている。以下では、誤解のおそれのない限り、取付板５の相対的な位置関係を説明する場合に、干渉計本体５３に取り付けられた状態での測定基準軸Ｏに対する位置関係で説明する場合がある。
取付板５の板厚方向の他方の側には、参照レンズユニット１の位置合わせ面２ａを干渉計本体５３の測定基準軸Ｏに沿って位置決めするための平面である位置決め面５ｃが形成されている。位置決め面５ｃは、取付板５が干渉計本体５３に固定された状態では、干渉計本体５３の測定基準軸Ｏに直交する平面となっている。

位置決め面５ｃ上には、押し当て機構６と測定基準軸Ｏを挟んで反対側において、取付板５の外縁部から径方向内側に向かう円弧状の領域に、位置決め面５ｃからの高さがＨ（ただし、Ｈ＜ｈ）の段状部である基準側アリ溝部５Ａ（基準係止部）が設けられている。
また、測定基準軸Ｏを挟んで基準側アリ溝部５Ａと対向し、かつ押し当て機構６に隣接する領域には、位置決め面５ｃからの高さがＨの段状部であるガイド側アリ溝部５Ｃが設けられている。
このため、基準側アリ溝部５Ａは、ガイド側アリ溝部５Ｃおよび押し当て機構６と対向して設けられている。

基準側アリ溝部５Ａは、段状部の測定基準軸Ｏ側の端面が位置決め面５ｃ上の基端部から測定基準軸Ｏ側に角度θで傾斜して張り出された傾斜面５ｄを備えている。
測定基準軸Ｏに対する傾斜面５ｄの径方向の位置は、傾斜面５ｄおよび位置決め面５ｃに、それぞれ参照レンズユニット１の円錐傾斜面２ｂおよび位置合わせ面２ａを密着して当接させたときに、参照レンズ３のレンズ光軸Ｐの径方向の位置が測定基準軸Ｏに整列されるように設定される。

またガイド側アリ溝部５Ｃは、段状部の測定基準軸Ｏ側の端面が位置決め面５ｃ上の基端部から測定基準軸Ｏ側に角度θで傾斜して張り出された傾斜面５ｆを備えている。
測定基準軸Ｏに対する傾斜面５ｆの径方向の位置は、傾斜面５ｄの基端部と傾斜面５ｆの基端部とが、距離Ｗ（ただし、Ｗ＞ｄ）をあけて平行となるように配置されており、これにより、位置決め面５ｃ上に台形状の断面が一方向に延ばされたアリ溝部５Ｄが形成されている。
距離Ｗは、基準側アリ溝部５Ａおよびガイド側アリ溝部５Ｃで構成されるアリ溝部５Ｄに参照レンズユニット１の丸アリ部２Ａが鉛直方向に係止可能かつ溝延設方向に挿通可能となるように設定する。すなわち、丸アリ部２Ａがアリ溝部５Ｄに係合された後に、丸アリ部２Ａが、アリ溝部５Ｄから測定基準軸Ｏの方向（鉛直方向）に抜け落ちないようにするためには、次式が成り立つように設定する。

Ｗ＜ｄ＋２・Ｈ／ｔａｎθ ・・・（１）

基準側アリ溝部５Ａおよびガイド側アリ溝部５Ｃで挟まれた位置決め面５ｃ上には、位置決め面５ｃから離れる方向に拡径し、位置決め面５ｃと母線とのなす角度がθとなる円錐傾斜面５ｅを有する高さＨの円錐台状の位置決め突起５Ｂ（基準係止部）が設けられている。
測定基準軸Ｏに対する位置決め突起５Ｂの径方向の位置は、参照レンズユニット１の円錐傾斜面２ｂを、基準側アリ溝部５Ａの傾斜面５ｄおよび位置決め突起５Ｂの円錐傾斜面５ｅにそれぞれ密着して当接させるとともに、参照レンズユニット１の位置合わせ面２ａを位置決め面５ｃに密着して当接させたときに、参照レンズ３のレンズ光軸Ｐが干渉計本体５３の測定基準軸Ｏに整列するように設定される。

押し当て機構６は、押し当て機構本体７と、押し当て機構本体７から付勢される押圧部材９（可動押圧部材）とを備える。
押し当て機構本体７は、図４（ａ）、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、取付板５の位置決め面５ｃ上に垂直に立設された回動軸８に対して、回動軸８回りに回動可能に取り付けられた回動ブロック７ａと、回動ブロック７ａの回動の径方向に延ばされた棒状とされ回動ブロック７ａ側の棒状の一端部が回動ブロック７ａから回動の周方向に立設された回動支軸７ｄに回動可能に支持された棒状の操作レバー７ｂとを備える。

操作レバー７ｂには、回動支軸７ｄの位置から操作レバー７ｂの他端部側に離間した位置に、操作レバー７ｂの軸線および回動支軸７ｄの軸線と直交する方向において、位置決め面５ｃ側に延ばして設けられた係止ピン７ｃが設けられている。
係止ピン７ｃの操作レバー７ｂからの突出高さは、操作レバー７ｂを位置決め面５ｃに平行となる位置に回動させたときに、位置決め面５ｃの内側に食い込むような高さに設定されている。
位置決め面５ｃ上には、この係止ピン７ｃを係止するため取付板５の板厚方向に貫通された係止孔５ｇ（図３、図５（ａ）参照）が設けられている。
係止孔５ｇは平面視では、操作レバー７ｂをその軸線方向が位置決め面５ｃに平行な状態で回動軸８回りに回動したときの係止ピン７ｃの描く旋回円上に配置されている。
係止孔５ｇの平面視の孔形状は、旋回円の径方向幅が、係止孔５ｇに係止された係止ピン７ｃを操作レバー７ｂの回動支軸７ｄ回りの回動動作によって係止解除する際に、係止ピン７ｃの先端部の移動軌跡が係止孔５ｇの内周面と干渉しない大きさとされている。また係止ピン７ｃの旋回円の周方向の幅は、係止ピン７ｃのピン外径よりわずかに大きい幅とされている。

操作レバー７ｂと回動ブロック７ａとの間には、係止ピン７ｃの近傍で操作レバー７ｂを取付板５側に付勢するコイルばね１２（疎巻きの円筒状スプリング）が設けられている。
このため、操作レバー７ｂは、コイルばね１２から図５（ａ）の紙面内で時計回りのモーメントを受けている。ただし、操作レバー７ｂは、回動ブロック７ａに設けられた不図示のストッパにより、回動位置が規制されており、操作レバー７ｂにコイルばね１２の付勢力以外の外力を加えない状態では、図５（ａ）に示すように、位置決め面５ｃに平行な水平状態に保たれている。

押圧部材９は、図４（ａ）、図６に示すように、回動軸８が配置される一端部側の回動ブロック７ａの側面に操作レバー７ｂの軸線方向に平行に延ばして配置された平板部９ａと、平板部９ａの位置決め面５ｃ側の端部から位置決め面５ｃと平行かつ回動ブロック７ａの側面から離間する方向に延ばされた平面視円弧状（図４（ａ）参照）の突起部９ｂとから形成された断面Ｌ字状のブロック部材である。

平板部９ａの端部には、図６に示すように、板厚方向に貫通してスライド孔９ｄが設けられている。
そして、平板部９ａは、平板部９ａに対向する回動ブロック７ａの側面に螺設され、スライド孔９ｄに挿入され先端部側に抜け止め形状を有するガイド部材１０によって、この回動ブロック７ａの側面とガイド部材１０の先端部との間で平板部９ａの板厚方向に移動可能に支持されている。
また、平板部９ａに対向する回動ブロック７ａの側面に形成されたコイルばね保持穴７ｅにはコイルばね１１が配置されている。
平板部９ａは、このコイルばね１１によって、平板部９ａが対向する回動ブロック７ａの側面から離間する方向に付勢されている。

突起部９ｂの位置決め面５ｃに対向する平面９ｅは、位置決め面５ｃと平行にわずかに離間され、平面９ｅの裏面側の平面９ｆの位置決め面５ｃからの距離はＨとされる。
突起部９ｂの平面視円弧状の端面の形状は、平面９ｅから平面９ｆに向かう方向に、角度θで拡径する円錐傾斜面９ｃとされている。

以上に説明したレンズ枠２と参照レンズユニット取付部４とは、参照レンズユニット１を参照レンズユニット取付部４を介して干渉計本体５３に着脱可能に取り付ける際の参照レンズユニットの取付構造を構成している。
以下では、参照レンズユニット１の着脱動作について、本実施形態の参照レンズユニットの取付方法とともに説明する。
図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の第１の実施形態に係る参照レンズユニットの取付方法を説明する模式的な斜視図である。図８（ａ）は、図７（ｂ）におけるＧ視の下面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＪ−Ｊ断面図およびＫ−Ｋ断面図の一部である。

参照レンズユニット１を参照レンズユニット取付部４に取り付けるには、図７（ａ）に示すように、操作レバー７を下方に押し下げて（矢印ｂ方向）回動支軸７ｄ回りに回動させ、取付板５の係止孔５ｇから係止ピン７ｃの係止解除を行う。次いで、図３、図４（ａ）に示すように、操作レバー７ｂを測定基準軸Ｏから離間する方向（図示矢印ａ方向）に、回動軸８を中心として回動させ、押圧部材９をアリ溝部５Ｄの延びる範囲から退避させる。
次に、丸アリ部２Ａを上側に向けて、参照レンズユニット１を保持し、測定基準軸Ｏを挟んで位置決め突起５Ｂと対向する方向（図４（ａ）のＥ矢視方向）から、丸アリ部２Ａを、アリ溝部５Ｄ側に挿入する。そして、丸アリ部２Ａの位置合わせ面２ａの外周側一部を、位置決め面５ｃの外周側一部に当接させる。

次に、参照レンズユニット１をアリ溝部５Ｄの延設方向に沿って、位置決め突起５Ｂ側に平行移動させる。このとき、基準側アリ溝部５Ａの傾斜面５ｄおよびガイド側アリ溝部５Ｃの傾斜面５ｆは、平行移動方向のガイド部材となっており、丸アリ部２Ａの円錐傾斜面２ｂと線接触した状態となるので、参照レンズユニット１の自重を支えつつ水平移動させると、接触面積が大きなねじ方式の取付作業に比べて、参照レンズユニット１を格段に軽荷重で摺動移動させることが可能である。

丸アリ部２Ａが位置決め突起５Ｂの円錐傾斜面５ｅに当接したら参照レンズユニット１の移動を停止する。丸アリ部２Ａは、アリ溝５Ｄの傾斜面５ｄ、５ｆおよび５ｅによって下方に抜け止めされた状態で、円錐傾斜面２ｂ上の３箇所において参照レンズユニット取付部４に係止される（図４（ａ）参照）。
このように係止された後は、作業者は参照レンズユニット１を下方から支える必要はなくなる。
次に、図８（ａ）に示すように、操作レバー７ｂを回動軸８回りに測定基準軸Ｏに近づく方向（図示矢印ｃ参照）に回動させる。
そして、係止ピン７ｃが位置決め面５ｃの係止孔５ｇの下方に位置する回動位置で回動軸８回りの回動を停止する。
このとき、押し当て機構本体７の回動軸８回りの回動に伴って押圧部材９（図６参照）が、丸アリ部２Ａに向かって進出され、突起部９ｂの円錐傾斜面９ｃが丸アリ部２Ａの円錐傾斜面２ｂに当接する。これにより、丸アリ部２Ａは、円錐傾斜面２ｂの周方向の３箇所（図８（ａ）、図８（ｂ）、図６に示す点ｄ、ｅ、ｆを通る円錐傾斜面２ｂの母線）で、基準側アリ溝部５Ａ、位置決め突起５Ｂ、および押圧部材９と当接される。

さらに操作レバー７ｂを回動軸８回りに回動させ、押圧部材９によって丸アリ部２Ａの押圧を続けると、円錐傾斜面２ｂは周方向の３箇所で中心に向けて付勢される。これらの付勢力は、丸アリ部２Ａを径方向内側に付勢する分力成分と、丸アリ部２Ａを位置決め面５ｃ側に付勢する分力成分とを有する。
このため、丸アリ部２Ａの円錐傾斜面２ｂは、当接する基準側アリ溝部５Ａの傾斜面５ｄ、位置決め突起５Ｂの円錐傾斜面５ｅ、押圧部材９の円錐傾斜面９ｃの傾斜に沿って位置決め面５ｃ側に移動され、位置合わせ面２ａが位置決め面５ｃに密着して当接される（図６、図８（ｂ）参照）。
このとき、丸アリ部２Ａは、傾斜面５ｄ、円錐傾斜面５ｅ、および円錐傾斜面９ｃと、位置決め面５ｃとの間に係止されている。
これにより、参照レンズユニット１は、測定基準軸Ｏの沿う方向に位置決めされる。
また平面視では、参照レンズユニット１は、図８（ａ）に示すように、測定基準軸Ｏと参照レンズ３のレンズ光軸Ｐとが整列するように位置決めされる。
このようにして、参照レンズユニット１が、参照レンズユニット取付部４の取付位置に位置決めされる。
このように、丸アリ部２Ａは、筒体径方向の位置決め、および筒体軸方向において、位置合わせ面５ｃに向かう押圧力の伝達を行うため、レンズ枠２の端部の外周側にレンズ光軸Ｐと同軸に設けられた外周被係止部を構成している。

また、この位置決め状態では、係止ピン７ｃの上方には係止孔５ｇが位置している。このため、操作レバー７ｂの下方への押圧を解除すると、コイルばね１２の付勢力により操作レバー７ｂが回動支軸７ｄを中心に上方（図５（ｂ）の矢印ｇ方向）に回動し、係止ピン７ｃが下方から係止孔５ｇ内に貫入して係止孔５ｇに係止され、操作レバー７ｂの回動軸８回りの位置が固定される（図５（ａ）、図７（ｂ）参照）。
以上で、参照レンズユニット１の参照レンズユニット取付部４への取り付けが終了する。
また、上記の動作を逆順に行うことにより、参照レンズユニット１を参照レンズユニット取付部４から離脱させることができる。

このように、本実施形態の参照レンズユニットの取付構造によれば、レンズ枠２をレンズ光軸Ｐまわりに回転させることなく参照レンズユニット１を参照レンズユニット取付部４に取り付けることができるので、参照レンズユニット１および参照レンズユニット取付部４の磨耗による劣化を抑制することができる。
また、参照レンズユニット１をレンズ光軸Ｐ回りに回転させなくてよいため、着脱時間が短縮される。参照レンズユニット１を外す際にも、アリ溝部５Ｄに係止状態としてから離脱させることができるため、参照レンズユニット１を誤って落としたりする事故が発生しにくくなる。
このように本実施形態では、参照レンズユニット１の交換の作業性を向上することができる。

次に、本実施形態の変形例について説明する。
図９（ａ）は、本発明の第１の実施形態の第１変形例の参照レンズユニットを示す模式的な断面図である。図９（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第２変形例の参照レンズユニットの取付構造を示す模式的な断面図である。

本実施形態の第１変形例の参照レンズユニット２０は、図９（ａ）に示すように、上記第１の実施形態の参照レンズユニット１のレンズ枠２に代えて、レンズ枠２１を備える。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

本変形例のレンズ枠２１は、略円筒状とされ、丸アリ部２Ａが、端部の外周円筒面から径方向外側に張り出して設けられている。
このような構成でも、上記第１の実施形態と同様にして、参照レンズユニット取付部４に着脱することができる。

本実施形態の第２変形例は、図９（ｂ）に示すように、上記第１の実施形態の参照レンズユニット３０は、上記第１の実施形態のレンズ枠２に代えて、レンズ枠３１を備える。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

本変形例のレンズ枠３１は、上記第１の実施形態のレンズ枠２の丸アリ部２Ａに代えて、外径ｄ_１、位置合わせ面２ａからの厚さがｔ（ただし、ｔ＜Ｈ）の角断面を有する円環状突起３２（外周被係止部）を備える。
測定基準軸Ｏに対する円環状突起３２の外径ｄ_１および厚さｔは、円環状突起３２の位置合わせ面２ａを位置決め面５ｃに密着して当接させ、かつ円環状突起３２の位置合わせ面２ａと反対側の角部３２ａを基準側アリ溝部５Ａの傾斜面５ｄおよび位置決め突起５Ｂの円錐傾斜面５ｅに密着して当接させたときに、参照レンズ３のレンズ光軸Ｐの径方向の位置が測定基準軸Ｏに一致されるように設定される。
さらに、円環状突起３２の形状は、アリ溝部５Ｄに鉛直方向に係止可能かつ溝延設方向に挿通可能となるように、次式を満足するように設定する。

Ｗ＜ｄ_１＋２・Ｈ／ｔａｎθ ・・・（２）

本変形例によれば、上記第１の実施形態と同様に、押圧部材９を円環状突起３２に向けて移動させると、円環状突起３２の角部３２ａが押圧される。このとき、円環状突起３２は、基準側アリ溝部５Ａの傾斜面５ｄ、位置決め突起５Ｂの円錐傾斜面５ｅ、および押圧部材９の円錐傾斜面９ｃと点接触した状態で、径方向内側および軸方向の位置決め面５ｃ側に向けて付勢され、これらの付勢力は、丸アリ部２Ａを径方向内側に付勢する分力成分と、丸アリ部２Ａを位置決め面５ｃ側に付勢する分力成分とを有する。そして、角部３２ａは、点接触された傾斜面５ｄ、円錐傾斜面５ｅ、円錐傾斜面９ｃに沿って軽荷重で移動することが可能である。
このため、上記第１の実施形態と同様に、位置合わせ面２ａが位置決め面５ｃに密着して当接するように移動される。そのため、上記第１の実施形態と同様に、位置決めされる。
このように、円環状突起３２は、筒体径方向の位置決め、および筒体軸方向において、位置合わせ面５ｃに向かう押圧力の伝達を行うため、レンズ枠２１の端部の外周側にレンズ光軸Ｐと同軸に設けられた外周被係止部を構成している。
本変形例は、外周被係止部に傾斜面が設けられていない場合の例となっている。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る参照レンズユニットの取付構造について説明する。
図１０（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る参照レンズユニット取付部の模式的な下面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）におけるＬ視の側面図である。

本実施形態の参照レンズユニットの取付構造は、上記第１の実施形態の参照レンズユニット取付部４に代えて、図１０（ａ）、（ｂ）に示す参照レンズユニット取付部１４を備えるものであり、干渉計装置５０に対し、参照レンズユニット１を着脱可能に取り付けるために好適に用いることができるものである。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

参照レンズユニット取付部１４は、上記第１の実施形態の参照レンズユニット取付部４の取付板５に代えて、取付板１５を備える。取付板１５は、取付板５から基準側アリ溝部５Ａ、位置決め突起５Ｂ、ガイド側アリ溝部５Ｃを削除し、位置決め突起５Ｂと同一形状の位置決め突起１５Ａ、１５Ｂ（基準係止部）を備える。
位置決め突起１５Ａ、１５Ｂは、上記第１の実施形態と同様の位置に進出された押圧部材９とともに、上記第１の実施形態と同様にして丸アリ部２Ａの径方向の位置を位置決めし、位置合わせ面２ａを位置決め面５ｃに密着して当接させるように、測定基準軸Ｏを中心とする円周上において、周方向に離間して配置される。

これらの周方向の相対位置は、押圧部材９を位置決め時の位置に進出させたときには、位置決め突起１５Ａ、１５Ｂの各中心、および押圧部材９の進出位置の中心を結んで形成される三角形が鋭角三角形となる位置関係とする。
さらに、押圧部材９をこの進出位置から退避させたときには、押圧部材９と位置決め突起１５Ａ、および押圧部材９と位置決め突起１５Ｂのうちの少なくともいずれかの間に、丸アリ部２Ａが挿通可能なアリ溝状の空間が形成されるような位置関係とする。

次に、参照レンズユニット取付部１４を、干渉計装置５０に用いた場合の参照レンズユニットの取付方法について説明する。
参照レンズユニット取付部１４によって、参照レンズユニット１を取り付けるには、先ず図１０（ａ）に示すように、操作レバー７ｂを測定基準軸Ｏから離間する方向に、回動軸８を中心として回動させ、押圧部材９を、位置決め突起１５Ａ、１５Ｂから離間する方向の退避位置に退避させる。
本実施形態では、丸アリ部２Ａを上側に向けた参照レンズユニット１を、鉛直下方から位置決め突起１５Ａ、１５Ｂ、および押圧部材９の間に挿入できるように、押圧部材９を位置決め突起１５Ａ、１５Ｂから十分離間させた位置まで退避させる。
次に、鉛直下方から位置決め突起１５Ａ、１５Ｂ、および押圧部材９の間に挿入された丸アリ部２Ａの円錐傾斜面２ｂを位置決め突起１５Ａ、１５Ｂの各円錐傾斜面５ｅ側に押し当てて、それぞれ円錐傾斜面２ｂの周方向の２箇所で係止させる。
この状態で、操作レバー７ｂを、回動軸８回りに測定基準軸Ｏに近づく方向（図示の矢印ｑ参照）に回動させる。
そして、係止ピン７ｃが位置決め面５ｃの係止孔５ｇの下方に位置する回動位置で回動軸８回りの回動を停止する（図１０（ａ）の二点鎖線で示す押圧部材９参照）。
このとき、押し当て機構本体７の回動軸８回りの回動に伴って、押圧部材９が丸アリ部２Ａに向かって進出し、突起部９ｂの円錐傾斜面９ｃが丸アリ部２Ａの円錐傾斜面２ｂに当接される。これにより、丸アリ部２Ａは、円錐傾斜面２ｂの周方向の３箇所（図１０（ａ）に示す点ｊ、ｋ、ｍを通る円錐傾斜面２ｂの母線）で、位置決め突起１５Ａ、１５Ｂ、および押圧部材９と当接される。

さらに操作レバー７ｂを回動軸８回りに回動させ、押圧部材９によって、丸アリ部２Ａの押圧を続けると、円錐傾斜面２ｂは周方向の３箇所で中心に向けて付勢される。これらの付勢力は、丸アリ部２Ａを径方向内側に付勢する分力成分と、丸アリ部２Ａを位置決め面５ｃ側に付勢する分力成分とを有する。
このため、丸アリ部２Ａの円錐傾斜面２ｂは、当接する位置決め突起１５Ａ、１５Ｂの各円錐傾斜面５ｅ、および押圧部材９の円錐傾斜面９ｃの傾斜に沿って位置決め面５ｃ側に移動され、位置合わせ面２ａは、位置決め面５ｃに当接される。
このとき、丸アリ部２Ａは、各円錐傾斜面５ｅ、および円錐傾斜面９ｃと、位置決め面５ｃとの間に係止されている。
これにより、参照レンズユニット１は、測定基準軸Ｏの沿う方向に位置決めされる。
また平面視では、参照レンズユニット１は、図１０（ａ）に示すように、測定基準軸Ｏと参照レンズ３のレンズ光軸Ｐとが整列するように位置決めされる。
このようにして、参照レンズユニット１が、参照レンズユニット取付部１４の取付位置に位置決めされる。

また、この位置決め状態では、係止ピン７ｃの上方には係止孔５ｇが位置しており、上記第１の実施形態と同様に操作レバー７ｂを操作することにより、係止ピン７ｃを係止孔５ｇに係止させて回動軸８回りの位置を固定することができる。
以上で、参照レンズユニット１の参照レンズユニット取付部１４への取り付けが終了する。
また、上記の動作を逆順に行うことにより、参照レンズユニット１を参照レンズユニット取付部１４から離脱させることができる。

このように、本実施形態の参照レンズユニットの取付構造によれば、レンズ枠２をレンズ光軸Ｐまわりに回転させることなく参照レンズユニット１を参照レンズユニット取付部１４に取り付けることができるので、参照レンズユニット１および参照レンズユニット取付部１４の磨耗による劣化を抑制することができる。
また、参照レンズユニット１をレンズ光軸Ｐ回りに回転させなくてよいため、着脱時間が短縮される。
また、上記第１の実施形態のように、丸アリ部２Ａをアリ溝に位置合わせすることなく、鉛直下方から取り付けることができるので、より迅速に参照レンズユニット１の交換を行うことができる。

なお、上記の説明では、参照レンズユニットの外周被係止部が周方向に連続する丸アリ部や円環状突起の場合の例で説明したが、外周被係止部は、少なくとも基準係止部および可動押圧部材に係止される３位置の近傍に形成されていればよく、周方向に断続して形成されていてもよい。

また、上記の各実施形態、各変形例に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせて実施することができる。

１、２０、３０ 参照レンズユニット
２、２１、３１ レンズ枠
２Ａ 丸アリ部
２ａ 位置合わせ面
２ｂ 円錐傾斜面（外周被係止部）
３ 参照レンズ
３ａ 参照面
４、１４ 参照レンズユニット取付部
５Ａ 基準側アリ溝部（基準係止部）
５Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ 位置決め突起（基準係止部）
５Ｃ ガイド側アリ溝部
５Ｄ アリ溝部
５ｃ 位置決め面
５ｄ、５ｆ 傾斜面
５ｅ 円錐傾斜面（傾斜面）
５ｇ 係止孔
６ 押し当て機構
９ 押圧部材（可動押圧部材）
９ｂ 突起部
９ｃ 円錐傾斜面（傾斜面）
３２ 円環状突起（外周被係止部）
３２ａ 角部
５０ 干渉計装置（干渉計）
５３ 干渉計本体
６０ 被測定体
６０ａ 被測定面
Ｏ 測定基準軸
Ｐ レンズ光軸

Claims (4)

1. 干渉計に用いる参照レンズを筒体状のレンズ枠に保持した参照レンズユニットを、参照レンズユニット取付部を介して干渉計本体に着脱可能に取り付ける参照レンズユニットの取付構造であって、
   前記レンズ枠は、
   筒体軸方向の端部に設けられた前記参照レンズのレンズ光軸に直交する位置合わせ面と、
   筒体径方向の位置決め、および筒体軸方向において前記端部と反対側の端部側から前記位置合わせ面に向かう押圧力の伝達を行うため、前記端部の外周側に前記レンズ光軸と同軸に設けられた外周被係止部とを備え、
   前記参照レンズユニット取付部は、
   前記レンズ枠の前記位置合わせ面が前記干渉計本体の外部側から当接可能に設けられた、前記干渉計本体の測定基準軸に直交する位置決め面と、
   該位置決め面上で前記測定基準軸を中心とする円周上の互いに離間した２位置に、前記位置決め面から外部側に離れるにつれて前記測定基準軸側に向かって径方向内側に傾斜する傾斜面を有し、該傾斜面と前記位置決め面との間で前記レンズ枠の前記外周被係止部が係止可能に設けられた基準係止部と、
   前記位置決め面に対向する外部側で、前記測定基準軸を挟んで前記２位置の基準係止部と反対側に、前記測定基準軸に向かう径方向に進退可能に設けられた可動押圧部材とを備え、
   前記レンズ枠の前記外周被係止部を、前記参照レンズユニット取付部の前記２位置の基準係止部および前記可動押圧部材の間に挟んだ状態で、該可動押圧部材を進退させることにより、前記参照レンズユニットを前記参照レンズユニット取付部に対して着脱させることを特徴とした参照レンズユニットの取付構造。
2. 前記レンズ枠の前記外周被係止部は、
   前記参照レンズユニット取付部の前記基準係止部の前記傾斜面と同一角度で傾斜した筒体周方向に連続して形成された円錐傾斜面からなることを特徴とする請求項１に記載の参照レンズユニットの取付構造。
3. 前記参照レンズユニット取付部は、
   前記位置決め面上に、前記レンズ枠の前記外周被係止部を係止して、前記レンズ枠を前記測定基準軸に向かう径方向に案内するアリ溝部が設けられ、
   該アリ溝部が前記２位置のうちの１つの基準係止部を兼ねることを特徴とする請求項１または２に記載の参照レンズユニットの取付構造。
4. 干渉計に用いる参照レンズを筒体状のレンズ枠に保持した参照レンズユニットを、参照レンズユニット取付部を介して干渉計本体に着脱可能に取り付ける参照レンズユニットの取付方法であって、
   前記レンズ枠は、
   筒体軸方向の端部に設けられた前記参照レンズのレンズ光軸に直交する位置合わせ面と、
   筒体径方向の位置決め、および筒体軸方向において前記端部と反対側の端部側から前記位置合わせ面に向かう押圧力の伝達を行うため、前記端部の外周側に前記レンズ光軸と同軸に設けられた外周被係止部とを備え、
   前記参照レンズユニット取付部は、
   前記レンズ枠の前記軸方向位置合わせ面が前記干渉計本体の外部側から当接可能に設けられた、前記干渉計本体の測定基準軸に直交する位置決め面と、
   該位置決め面上で前記測定基準軸を中心とする円周上の互いに離間した２位置に、前記位置決め面から外部側に離れるにつれて前記測定基準軸側に向かって径方向内側に傾斜する傾斜面を有し、該傾斜面と前記位置決め面との間で前記レンズ枠の前記外周被係止部が係止可能に設けられた基準係止部とを備え、
   前記レンズ枠の前記位置合わせ面を、前記参照レンズユニット取付部の前記位置決め面に対向させた状態で、前記レンズ枠の前記外周被係止部を前記２位置の基準係止部に係止させ、
   前記測定基準軸を挟んで前記２位置の基準係止部と反対側の前記外周被係止部の少なくとも１箇所を、可動押圧部材によって前記測定基準軸に向かう径方向および前記測定基準軸に沿って前記位置決め面側に向かう方向に押圧し、
   前記レンズ枠の前記位置合わせ面と、前記参照レンズユニット取付部の前記位置決め面とが密着して当接された位置で、前記可動押圧部材を前記位置決め面上に押圧して位置決めすることにより、
   前記参照レンズユニットを前記参照レンズユニット取付部に取り付ける参照レンズユニットの取付方法。

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