JPH01142433A - シリンドリカルレンズの物性値測定装置および測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ ２　本発明はレーザビームを用いてシリンドリカルレン
ズの物性値を測定する測定装置及び測定方法に関するも
のである。

［従来の技術および問題点］ シリンドリカルレンズはレンズ面を形成した後レンズの
長手方向に平行に上端と下端を切り落し切り落した面を
レンズの８８準面とする場合がある。

しかしこの基準面の形成は極めて困難であり設計値どお
りの基準面の形成は困難であった。このため、たとえシ
リンドリカルレンズの光軸高さ等の物性値が正確に形成
されていても基準面が設計値通りに形成されていなけれ
ばシリンドリカルレンズを適切に使用できないといった
問題があった。

本発明は上記困難を克服するもので、測定しようとする
シリンドリカルレンズに対する基準レンズを使用し、基
準レンズの物性値を基準としてシリンドリカルレンズの
物性値を求める物性値測定装置および測定方法を提供す
ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明のシリンドリカルレンズの物性値測定装置は、レ
ーザビーム照射装置と、標準位置で上記レーザビーム照
射装置から照射されるレーザビームと平行で、測定され
るシリンドリカルレンズの光軸高さとほぼ等しい距離上
記レーザビームより離れたレンズ載置面をもち、上記レ
ンズ載置面に載置された上記シリンドリカルレンズの曲
率半径とほぼ等しい距離でかつ上記レーザビームとほぼ
交差する位置に回転中心をもつレンズ台と、上記レンズ
載置面を上記レーザビームと平行を維持しつつ平行移動
させる昇降装置と、上記レンズ載置面を上記回転中心を
中心として揺動させる揺ｖＪ装置と、上記レンズ載置面
に載置された上記シリンドリカルレンズによって反射さ
れたレーザビームを受ける受光部とからなることを特徴
とするものである。

また、本発明のシリンドリカルレンズの物性値測定方法
は、上記測定装置を用い、レンズａ百面上に該レンズ載
置面と直角な鏡面をもつ基準ミラーを載置し、レーザビ
ーム照ｌ）ｌ装置よりレーザビームを照射し、かつ揺動
装置を操作して上記レンズ載置面をレーザビームと平行
とする標準位置設定工程、上記基準ミラーを取り除き測
定しようとするシリンドリカルレンズの設計光軸高さと
等しい光軸高さをもつ基準レンズを上記レンズ載置面に
載置し、上記昇降装置を操作して上記基準レンズの光軸
を上記レーザビームと交差させる光軸合せ工程、上記基
準レンズを取り除き測定しようとするシリンドリカルレ
ンズを上記レンズ載置面に載置し上記受光部で受光され
る上記シリンドリカルレンズによって反射されたレーザ
ビームの位置より上記シリンドリカルレンズの物性値を
測定することを特徴とするものである。

［実施例］ 本発明の実施例として、凹状のシリンドリカルレンズを
測定する場合について説明する。

本実施例のシリンドリカルレンズの物性値測定装置の平
面図を第１図に、その立面図を第２図に示す。

この測定装置は、定盤１と、定盤１上に配置されたレー
ザビーム照射装置２、レンズ台３、スクリーン装置６を
主な構成装置としている。

レーザビーム照射Ｈｉｆｆ　２は、Ｈｅ−Ｎｅレーザビ
ームを照射するレーザ部２１と、レーザ部２１を支持す
る支柱２２と、支柱２２の下端に固定され、支柱２２を
保持する台部２３とからなる。このレーザビーム照０４
装置２は可視光のレーザビーム２５を定盤１の上面と平
行に照射する。

レンズ台３は、第２図に示すように、定盤１上に固定さ
れた水平移動装置４とこの水平移動装置４に保持された
昇降装置５の上に保持されている。

水平移動装置４は、通常の市販のもので、上面にガイド
レール４１１．４１２をもつ下部４１と、これらガイド
レール４１１．４１２に案内され下部４１上を水平方向
に案内される上部４２と、上部４２の移動を制御する図
示しない操作部とからなっている＝なお、上部４２の移
動方向は、侵でのべるレンズ台３の回転中心線と平行で
ある。

昇降装置５は水平移動装置４の上部４２に固定された下
部５１とこの下部５１に支持されたパンタグラフ方式の
昇降部５２とこの昇降部５２の上方に固定された上部５
３および昇降部５２を拡大縮小する操作ノブ５４とから
なる。この上部５３の上面は定盤１の上面と平行であり
、上部５３は定盤１の上面に対して垂直方向に動く。こ
の昇降装置５も市販のものである。

レンズ台３は昇降装置５の上部５３の上面に固定された
基部３１と基部３１に保持され回転中心１ｉ１３０を中
心に揺動する軸部３２と軸部３２に一端が固定された案
内部３３とこの案内部３３に摺動自在に保持されたレン
ズマウント３４と揺ｖＪｔｉ作部３５とからなる。基部
３１は基盤３１１とこの基盤３１１の−・端側で所定間
隔を隔てて対向する一対の支柱３１２とからなる。これ
らの支柱３１２の上端部には軸受孔３１２ａが設けられ
ている。各軸受孔３１２ａの中心を結ぶ線が回転中心線
３０となる。軸部３２は長尺板状の中央部３２１とその
両端の断面り字形状の上部に突出した互いに背向する軸
突起３プ２とからなる。これら−対の軸突起３２２が一
対の支柱３１２に設けられた軸受孔３１２ａに挿入され
回転自在に保持されている。案内部３３は軸部３２の中
央部３２１の両端部で軸突起３２２より下方に離れた部
分から直角方向に伸びた２本の棒状体で構成されている
。

これら案内部３３は第２図に示す基準状態では定盤１の
上面に対して平行にのびている。これら案内部３３の他
端は互いに端部材３３１で固定されている。またこの端
部材３３１の中央部の下面にｔよ半球状の接点部３３２
が設けられている。レンズマウント３４は両端部に案内
孔をもつ梁状である。これら案内孔に各案内部３３が挿
通しレンズマウント３４を案内支持している。レンズマ
ウント３４の上面がレンズ載置面３４１となっている。

レンズ載置面３４１は基準状態では定盤１の−Ｆ面と平
行であり、かつ前記回転中心線３０を含むレンズ載置面
３４１に平行な面とレンズ載置面３４１との間の距離は
シリンドリカルレンズＷの設計光軸高さと同じになって
いる。レンズ載置面３４１の先端部にはレンズの前面が
当接して位置決めされる当接壁３４２、レンズ載置面３
４１の所定位置にシリンドリカルレンズＷをレンズ載置
面３４１に固定するバネでできた２個のレンズ押え３４
３が設けられている。揺動操作部３５は前記基盤３１１
の他端部上に固定された垂直案内面３５１をもつ台部３
５２とこの垂直案内面３５１に垂直方向に移動可能に案
内保持された移動部３５３とこの移動部３５３を移動さ
せる駆動取手３５４および移動部３５３の前面に固定さ
れた断面逆り字形状の係合部３５５とからなる。この係
合部３５５の上面に前記接点部３３２が当接している。

スクリーン装置１ｆｆ６は、上記定盤１と垂直な面で十
字目盛付のスクリーン６１と、スクリーン６１を支持す
る支柱６２と、支柱６２の下端に固定され、支柱６２を
保持する台部６３と、スクリーン６１上の十字目盛を上
下左右に調整する目盛ねじ６１１．６１２からなってい
る。このスクリーン装置も市販のものである。

次に上記装置を用いて本実施例のシリンドリカルレンズ
の物性値測定方法を説明する。

この測定方法は、標準位置設定工程、光軸合せ工程およ
び測定工程からなるものである。

まずレンズ台３の回転中心Ｉ！１１３０から測定しよう
とするレンズ載置面３４１までの距離を測定しようとす
るシリンドリカルレンズＷの設計曲率半径と等しくする
。すなわち、レンズ台３のレンズマウント３４は、案内
部３３上に移動可能に保持されているので、レンズマウ
ント３４を案内部３３にそって移動しレンズマウント３
４を所定位置に固定する。なお、基準ゲージを作製して
おき、基準ゲージの一端を軸部３２に当接し他端をレン
ズマウント３４に当接さしてレンズマウント３４の位置
を定めるようにしてもよい。

次に、レーザビーム照射位置２のスイッチ（図示せず）
を入れ、レーザビーム２５を定盤１の上面と平行に照射
するようにする。

具体的な操作は、例えば、レーザビーム照射口と第６図
に示すスクリーン６１の十字目盛の交点０とを同じ高さ
にし、次にレーザビーム２５がスクリーン６１の十字目
盛の交点Ｏを照射するようにレーザビーム２５の照射角
度を調節する。

次に、レンズ載置面３４１上にレンズ載置面３４１と直
角な鏡面をもつ基準ミラーを当接壁３４２に合わせ載置
する。上記レーザビーム２５を基準ミラーに照射し、そ
の反射ビーム２６をスクリーン６１に受光し、反射ビー
ム２６が基準位置Ｏを照射するように、揺動装置３５の
駆動取手３５４を操作する。これによりレンズ載置面の
標準位置が定まる。なお、反射ビーム２６がスクリーン
６１の基準位置０に対して左右方向にずれる場合には、
水平移動装置４により基準位置０に合わせる。

次に上記基準ミラーを取り除き測定しようとするシリン
ドリカルレンズＷの設計光軸高さと等しい光軸高さをも
つ基準レンズ８を第３図、第４図に示すように上記レン
ズ載置面３４１に当接壁３４２に合わせ載置する。上記
レーザビーム２５を基準レンズ８に照射し、その反射ビ
ーム２６をスクリーン６１に受光する。スクリーン６１
の基準位置Ｏとの上下のズレは荷降装置５の操作ノブ５
４により、左右のズレは水平径！ｉｌｌ装置４の図示し
ない操作部により操作し、基準位置Ｏに合わせる光軸合
わせ工程を行う。この操作は基準レンズ８の光軸を上記
レーザビーム２５と交差さ才ることを目的とする。なお
基準レンズ８は、その先軸高さが測定しようとするシリ
ンドリカルレンズＷの設計光軸高さと等しければよく、
球面レンズに限られない。例えば、凹球面、凸球面、凹
状シリンドリカルレンズ、凸状シリンドリカルレンズ等
が利用できる。しかし、入手の容易性、価格等から本実
施例では凹面の球面レンズを用いた。また、第５図に示
すように、光軸高さが異なるレンズ８１でもはめ合わせ
精度および外径精度の十分高い金枠等８５により光軸高
さを補正ずれば使用可能である。

最後に、測定工程を行う。上記基準レンズ８を取り除き
測定しようとするシリンドリカルレンズＷをレンズ載置
面３４１に当接壁３４２に合わせ、レンズ押え３４３に
にり載置する。レーザビーム照！ｌ）ｊ装置２から照射
されるレーザビーム２５は上記シリンドリカルレンズＷ
の設計光軸の位置に照射し、反射ビーム２６はスクリー
ン６１に受光される。

スクリーン６１の基準位置Ｏから上下のズレすなわら第
６図の０点のｙ＠力方向ズレＯｙは、上記シリンドリカ
ルレンズＷの基準面が光軸と平行でないことすなわち光
軸と基準面との平行度不良および上記シリンドリカルレ
ンズＷの光軸が設計値どおりでないことすなわち光軸高
さの設計値との誤差を示す。基準位置Ｏから左右のズレ
すなわち第６図の０点のＸ軸方向のズレＯｘは、上記シ
リンドリカルレンズＷの光軸が長手方向に直角でないこ
とすなわち光軸が長手方向となす角度の９０°との誤差
を示す。この受光位置を初期像ｆｆ１Ｐとする。

次に揺ｖＪ装置３５の駆動取手３５４を操作して測定し
ようとするシリンドリカルレンズＷを設計曲率中心を中
心として微かに揺動させる揺動操作を行う。スクリーン
６１上の受光位置は揺動角度により移動する。

スクリーン６１上の初期位１ｆＪＰから上下の移動量す
なわち第６図のＰ点のｙ軸方向のズレＰｙは、曲率半径
の設計値との誤差を示す。揺動角度によってもズレＰｙ
がなければ設計曲率半径と誤差がないことを示す。揺動
操作によりスクリーン６１の受光位置を初期位置Ｐにも
どした後で、水平移動装置４の図示しない操作部を操作
して上記シリンドリカルレンズＷの長手方向に沿って初
期位置をＰからＱへ移動させる移動操作を行い、同様に
上記１ｚ動操作を行う。各初期位ｆｆＰ、Ｑ等での揺動
角度ごとのズレｐｙ１Ｑ’ｊ等を測定する。

揺動操作、移動操作を複数回行うことにより測定精度を
向上させる。

なお、第７図に示すように、レンズマウント３４上に昇
降装置４と同様で小型の昇降装置３４１２を固定し、そ
の上にレンズ載置台３４１１を固定すれば、光軸高さの
違うレンズの種類に応じた測定が可能である。

また、第８図に示すように、レンズ台３の回転中心線３
０とレンズマウント３４を逆の構成にすれば、凸状シリ
ンドリカルレンズについても測定が可能である。この場
合には、接点部３３２は軸部３２に設ける。

［発明の効果］ 本発明の測定装置及び測定方法によれば、製作されたシ
リンドリカルレンズの光軸と基準面との平行度、光軸高
さすなわち光軸の基準面からの高さおよび曲率半径等の
物性値を精度よく、迅速に再現性よく、容易に測定でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はシリンドリカルレンズの物性値測定装置の平面
図、第２図はその立面図、第３図は基準レンズがレンズ
載置面に載置されているレンズマウントの一部拡大平面
図、第４図はその立面図、第５図は補正した基準レンズ
の断面図、第６図はスクリーン上の受光位置を示す正面
図、第７図は昇降装置を固定したレンズマウントの一部
拡大立面図、第８図は凸状シリンドリカルレンズの物性
値測定装置の一部立面図を示す。 １・・・定盤　　　　２・・・レーザビーム照射装置２
５・・・レーザビーム　　２６・・・反射ビーム３・・
・レンズ台　　　　　３４・・・レンズマウント３４１
・・・レンズ載置面　３４２・・・当接壁３４３・・・
レンズ押え　　３５・・・揺動装置４・・・水平移動装
置　　　５・・・昇降装置６・・・スクリーン装＠　　
６１・・・スクリーン８・・・基準レンズ　　Ｗ・・・
シリンドリカルレンズ特許出願人　　ミノルタカメラ株
式会社代理人　　　弁理士　　大川　宏 按 第８図 第７図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザビーム照射装置と、 標準位置で上記レーザビーム照射装置から照射されるレ
   ーザビームと平行で、測定されるシリンドリカルレンズ
   の光軸高さとほぼ等しい距離上記レーザビームより離れ
   たレンズ載置面をもち、上記レンズ載置面に載置された
   上記シリンドリカルレンズの曲率半径とほぼ等しい距離
   でかつ上記レーザビームとほぼ交差する位置に回転中心
   をもつレンズ台と、 上記レンズ載置面を上記レーザビームと平行を維持しつ
   つ平行移動させる昇降装置と、 上記レンズ載置面を上記回転中心を中心として揺動させ
   る揺動装置と、 上記レンズ載置面に載置された上記シリンドリカルレン
   ズによって反射されたレーザビームを受ける受光部とか
   らなることを特徴とするシリンドリカルレンズの物性値
   測定装置。
2. （２）レンズ台は回転中心とレンズ載置面との間の距離
   を調節する距離調節部をもつ特許請求の範囲第１項記載
   のシリンドリカルレンズの物性値測定装置。
3. （３）レンズ台は基部と該基部に軸支され回転中心を中
   心として回転する軸部と該軸部に保持され標準位置でレ
   ーザビームと平行な案内部と該案内部にそって相対移動
   可能に保持されレンズ載置面をもつレンズマウントから
   なる特許請求の範囲第２項記載のシリンドリカルレンズ
   の物性値測定装置。
4. （４）レーザビーム照射装置と、標準位置で上記レーザ
   ビーム照射装置から照射されるレーザビームと平行で、
   測定されるシリンドリカルレンズの光軸高さとほぼ等し
   い距離上記レーザビームより離れたレンズ載置面をもち
   、上記レンズ載置面に載置された上記シリンドリカルレ
   ンズの曲率半径とほぼ等しい距離でかつ上記レーザビー
   ムとほぼ交差する位置に回転中心をもつレンズ台と、上
   記レンズ載置面を上記レーザビームと平行を維持しつつ
   平行移動させる昇降装置と、上記レンズ載置面を上記回
   転中心を中心として揺動させる揺動装置と、上記レンズ
   載置面に載置された上記シリンドリカルレンズによって
   反射されたレーザビームを受ける受光部とからなる測定
   装置を用い、上記レンズ載置面上に該レンズ載置面と直
   角な鏡面をもつ基準ミラーを載置し、上記レーザビーム
   照射装置よりレーザビームを照射し、かつ上記揺動装置
   を操作して上記レンズ載置面をレーザビームに平行とす
   る標準位置設定工程、 上記基準ミラーを取り除き測定しようとするシリンドリ
   カルレンズの設計光軸高さと等しい光軸高さをもつ基準
   レンズを上記レンズ載置面に載置し、上記昇降装置を操
   作して上記基準レンズの光軸を上記レーザビームと交差
   させる光軸合せ工程、上記基準レンズを取り除き測定し
   ようとするシリンドリカルレンズを上記レンズ載置面に
   載置し上記受光部で受光される上記シリンドリカルレン
   ズによって反射されたレーザビームの位置より上記シリ
   ンドリカルレンズの物性値を測定するシリンドリカルレ
   ンズの物性値測定方法。