JPH02226034A - レンズ偏心測定装置 - 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） 本発明は、レンズ心取機のためのレンズ偏心測定装置に
関する。

〔従来の技術〕

レンズ心取機においては、両面を球面又は平面に研削し
たレンズの外周をレンズの光軸を中心とする円に加工す
る前に、レンズの光軸をレンズホルダ軸に一致させるた
めの心出しを行なわなければならない。

そのために、従来のレンズ心取機では、レンズ心出しを
するためにレンズホルダ軸端に被検レンズを取付けて回
転させ、光源からの光を被検レンズに反射させてスクリ
ーン上にその像を写し出し、レンズ偏心状態を見て判断
していた。かかる構成に間しては、例えば特開昭４７−
２６１４２号公報に開示されており、かかる技術を第８
図を用いて簡単に説明する。即ち、因において１で示す
のは、レンズホルダ２に支承された被検レンズで、この
被検レンズ１の上面３の中心には、光源４、ピンホール
開口を有するマスク５、及びレンズ６より構成される光
学的投射装置７により、マスク５内のピンホールの像８
が形成されるようになっている。そして、被検レンズ１
からの反射ビームは、レンズ９、ピンホール開口を有す
る第２のマスクｌＯ１及び位置感知光電セル１１より構
成される光学的検出装置１２内に入射せしめるように設
定してあり、位１感知光；セル１１で得た信号を処理し
てオシロスコープ等に表示させることにより、偏心の大
きさを外部的に観察するものである。

又、特開昭６０−２５９３６５公報には、第９図にて示
すごとき技術が開示されている。この構成を簡単に説明
すると、図に示すように、フレーム２０に円筒状の第一
レンズチャック軸すなわち下軸２１が回転可能に支承さ
れており、第一レンズチャック軸２１の上方にこれと同
心に第二レンズチャック軸すなわち上軸２２が回転可能
にがっ上下に摺動可能に支持されている。レーザーの光
路が第一レンズチャック軸２１の軸心上を通るようにレ
ーザー光８２３がフレーム２０の下部に配置されている
。第二レンズチャック軸２２の上方にあるフレーム２０
の上部には、レーザー光源２３の光路上に、受光面上の
レーザーの光点の位置をｘ−ｙ座標電圧に変換し出力す
る光点位置検出器２４が取りつけられている。なお、２
５で示すのは被検レンズ、２６で示すのは光点集光用光
学系、２７で示すのは演算表示装置である。

上記構成においては、第一レンズチャック軸２１の上に
、上方および下方球面を研削したレンズ２５を載せてレ
ーザー光ａＵＳからレーザーを投射すると、レーザー光
がレンズ２５を透過して光点が光点位置検出器２４に投
影される。そして、光点位置検出器２４から光点のχ、
ｙ座標値が演算表示装置２７に入力され、これらの入力
を装置２７が演算してレンズ位置の補正量指令ａｒ’　
および補正方向指令値−〇を求めるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術においては、それぞれ次のような問題点を
有するため満足できるものではなかった。

即ち、第８図にて示す特開昭４７−２６１４２号公報開
示のレンズ偏心測定機では、光学系が極めて大きくなる
ためにレンズ偏心測定機を心取機スピンドルとは別の部
分に取り付けなければならず、そのために心取機装置全
体が極めて太き（なるという問題点があった。

又、第９図にて示すごとき特開昭６０−２５９３６５号
公報開示のレンズ偏心測定４１Ｉ（レーザ光透過形）は
、レンズ２５の両面に光を透過させての測定のために、
片面単独での偏心測定ができず、従って、レンズ２５の
光軸がスピンドル中心軸がらずれている場合、レンズ２
５が傾いているのか、あるいは横にずれているのか判断
できないという問題点がある。又、この装置を用いて偏
心測定する場合には、透過形なのでレーザ光を２つのス
ピンドル（第１．第２レンズチヤツク軸）２１．２２内
に通さなければならず、そのために、片側のスピンドル
部に例えばレンズ真空吸着装置（図示せず）を取り付け
る場合には、スピンドル内部を真空に保ち、かつレーザ
光を透過させうる構成としなければならない、従って、
スピンドルにおけるレンズホルダ部の他端部にガラスカ
バーを取付ける必要性が生じる等、装置の構成が掻めて
複雑化するとともに大型化し、さらにコスト高になると
いう問題点もあった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので
あって、小型かつ安価な構成にてレンズの偏心をインラ
インで測定可能とし、レンズ６取りの良品率の向上を図
りうるとともに、保持したレンズの横ずれ、傾きを判断
することのできるレンズ偏心測定装置を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明に係るレンズ偏心
測定装置は、レンズ心取機フレームに回転自在に支承さ
れた第１レンズホルダ軸と、前記第１レンズホルダ軸と
同一軸線上に配置され、前記第１レンズホルダ軸と協同
して被検レンズを保持自在の中空の第２レンズホルダ軸
と、その出射光が前記各レンズホルダ軸の軸線上を通る
ように配設された光源と、前記光源からの出射光束を平
行光にするためのコリメートレンズと、前記コリメート
レンズからの光束を被検レンズに入射させるべく前記第
２レンズホルダ軸内に配備された集光レンズと、前記集
光レンズと前記コリメートレンズとの間に配設されたビ
ームスプリッタと、被検レンズからの反射光を受けるホ
トディテクタと、そのホトディテクタへ入射する光束を
絞るための絞りと、前記ホトディテクタで得られた情報
を電気信号に変換して演算処理する装置とより構成しで
ある。

〔作　用〕

上記構成においては、光源から出射された光がコリメー
トレンズを介して平行光となり、さらに集光レンズを介
して被検レンズに入射される。そして、被検レンズから
の反射光は、ビームスプリッタ、絞りを介してホトディ
テクタに入射され、ホトディテクタで得られた情報が電
気変換されて演算処理部に入力され、偏心が演算処理さ
れる。

（実　施　例〕 以下、図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明
する。

（第１実施例） 第１図は、本発明に係るレンズ偏心測定装置３０の第１
実施例を示すものである。

図において３１で示すのは心数機フレームで、二〇心取
機フレーム３１には円筒状の第１レンズホルダ軸３２が
軸受３３を介して支承しである。

又、第１レンズホルダ軸３２の軸線と同一軸線上には、
第１レンズホルダ軸３２に対して進退自在（即ち、ｌ［
［１Ｍ方向に往復移動自在）であり、かつ、軸心回りに
回転自在に支承された第２レンズホルダ軸３４が配設し
である。そして、第１．第２のレンズホルダ軸３２．３
４の各ベルチャック部３５．３６にて、被検レンズ３７
をベルチャック保持しろるようになっている。

第１．第２のレンズホルダ軸３２．３４の軸線延長上に
は、レーザ光源３Ｂが配設してあり、レーザ光源３８か
らの出射光は、被検レンズ３７とレーザ光２１！３８と
の間に配設したコリメートレンズ３９．ビームスプリッ
タ４０を介して被検レンズ３７に入射されるようになっ
ている。コリメートレンズ３９は、レーザ光源３８から
の出射光（レーザ光）が第２レンズホルダ軸３４の軸線
上を平行に通るようにするためのものである。第２レン
ズホルダ軸３２内には、絞り４１．集光レンズ４２が配
設してあり、コリメートレンズ３９゜ビームスプリッタ
４０を経て第２レンズホルダ軸３４内に入射されたレー
ザ光が、絞り４１．集光レンズ４２を介して被検レンズ
３７のレンズ表面（図において右側の表面）にピントが
合わされるように移動可能に配設しである。ビームスプ
リンタ４０の上下両側には、レーザ光源３８からの入射
光を受けるための第１のホトディテクタ４３と、被検レ
ンズ３７の表面からの反射光を受けるための第２のホト
ディテクタ４４とが配設しである。

そして、各ホトディテクタ４３．４４は、各ホトディテ
クタ４３．４４からの情報を演算処理し表示するための
演算表示装置４５と接続しである。

演算表示装置４５は、ホトディテクタ４３に入射される
入射光束の断面積を絞り４１に入射する光束の断面積に
変換するとともに、絞り４１を通過する反射光束の断面
積を記憶し、両断面積の比をとることによって偏心を測
定しうるように設定しである。

次に、上記構成に基づいて被検レンズ３７の偏心を測定
する作用について説明する。

まず、レーザ光源３８からレーザ光を出射させる。出射
されたレーザ光はコリメートレンズ３９を経て平行光と
なり、ビームスプリンタ４０を経て第２レンズホルダ軸
３４内に入射され、絞り４１、集光レンズ４２を経て被
検レンズ３７の右側表面にピントが合された状態に入射
される。又、被検レンズ３７への入射光は、ビームスプ
リッタ４０を介して第１のホトディテクタ４３に入射さ
・れる。

又、被検レンズ３７からの反射光は、絞り４１を通過し
、ビームスプリッタ４０にて入射光と分けられて第２の
ホトディテクタ４４に入射される。

第１のホトディテクタ４３に入射された入射光と、第２
のホトディテクタ４４に入射された反射光束とは、演算
表示装置４５に入力され、第１のホトディテクタ４３へ
の入射光束の断面積は、絞り４１に入射する光束の断面
積に変換される。そして、演算表示装置４５にて、絞り
４１に入射する光束の断面積に変換された断面積と、第
２のホトディテクタ４４に入射された反射光束の断面積
の比を求めることにより、偏心を測定することができる
。

又、集光レンズ４２の焦点を被検レンズ３７の光入射側
球面とその反対側の球面に合せた場合の偏心を測定し、
比較することにより、それらの偏心が同じ場合には被検
レンズ３７が横ずれを生じていると、又、異なる場合に
は傾いていると判断することができる。

次に、上記偏心測定作用の原理を第２図〜第４図を用い
て説明する。なお、図中の各構成部は第１図と同一であ
るので、その構成部の説明は省略する。

測定時において、例えば第２図にて示すように、被検レ
ンズ３７の光入射側球面の半径Ｒ８の中心ＯＩがεだけ
第１レンズホルダ軸３２の軸線より傾いているとすると
、絞り４１を通り、集光レンズ４２に入射する光は第１
レンズホルダ軸３２の軸線に対して２εだけずれて反射
していくことになる。このとき、集光レンズ４２の焦点
距離をｒとすると、絞り４１の位置の断面上で第１レン
ズホルダ軸３２軸線からの反射光中心点へのずれＸは、
””ｆｔｉ＠２とで表わすことができる。このとき、絞
り４１を通り、被検レンズ３７が偏心のない場合でのホ
トディテクタで受ける反射光束の断面積を５１、被検レ
ンズ３７の光軸が第１レンズホルダ軸３２の軸線よりε
だけ傾いている場合でのホトディテクタで受ける反射光
束の断面積をＳｌ、絞りの開口径をＤ、この光学系のカ
ットオフをＸ、とすると、Ｓ、／Ｓは次の関係式で与え
られる。

（以下余白） この関係を図で表わすと第３図に示すような関係になり
、Ｓ、／Ｓを求めることにより第３図を用いてｆｔａａ
？、ここでｆは既知量であるので、レンズ中心軸のレン
ズホルダ軸線からのずれ角εを求めることができる。

また、本実施例では被検レンズ３７の偏心が横ずれによ
るものなのか、傾きによるものなのかの判別ができるも
のであるが、その原理について第４図（ａ）、　（ｂ）
により説明する。

第４図において、（４図は被検レンズ３７が横丁れを起
こしている場合、但）図は被検レンズ３７が傾いている
場合を表している。被検レンズ３７が第４図（ａ）のよ
うに横ずれを起こしている場合には、集光レンズ４２の
焦点を光入射側球面■に合わせた場合の被検レンズ３７
の傾きεと反対側の球面■に集光レンズ４２の焦点を合
わせた場合の被検レンズ３７の１頃きθとが同じになる
ことがら、損ずれと判断できる。又、被検レンズ３７が
第４図５）のようにレンズが傾いている場合には、球面
■（半径Ｒ１、中心０＋）と球面■（半径Ｒ８、中心Ｏ
Ｘ）との傾きεとθが違った値になるため、レンズが傾
いていると判断できる０以上のように、被検レンズ３７
の両面を片面ずつ集光レンズ４２の焦点を合わせて単独
で測定し、それらの偏心の大きさを比較することにより
、被検レンズが横ずれ杏起こしているのか、あるいは（
頃いているのかを判断することができるものである。

以上のように本実施例においては測定系を第２レンズホ
ルダ軸３４内に配設しであるので、装置の大幅な小型化
が図れ、コストダウン化が図れる。

又、測定系を第２レンズホルダ軸３４内に組込むことに
より、被検レンズ３７の偏心をインラインで測定可能と
なり、レンズ心数りの良品率の向上と、保持した被検レ
ンズ３７の横ずれ、傾きを判断できるという著効がある
。

なお、本実施例では、光源としてレーザ光を用いている
が、−ａの光源を用いても同様の測定が行えるのは勿論
である。

（第２実施例） 第５図に本発明に係るレンズ偏心測定装置３０の第２実
施例を示す０本実施例の特徴は、第１図における絞り４
１と同形状の絞り５０．５１をそれぞれ第１．第２のホ
トディテクタ４３．４４の直前に配設し、第２のレンズ
ホルダ軸３４内の絞り４１を取り除いて構成した点にあ
る。その他の構成は、第１図に示した構成と同一である
ので、同様の構成部には同一符号を付してその説明を省
略する。

本実施例においても、第１実施例と同様の測定原理にて
被検レンズ３７の偏心測定ができるものであるが、特に
本実施例の構成においては、絞り５０．５１を第２レン
ズホルダ軸３４外に配設しであるので、第２レンズホル
ダ軸３４内の構成が簡単化し、製作コストのコストダウ
ン化が図れる利点がある。その他の作用、効果は、第１
実施例と同様であるのでその説明を省略する。

（第３実施例） 第６図に本発明に係るレンズ偏心測定装置３０の第３実
施例を示す６本実施例の特徴は、第５図にて示す構成に
おいて、第１のホトディテクタ４３、絞り５０の代りに
０点を中心として回転可能なビームスプリンタ６０を配
設して構成した点である。その他の構成は第５図にて示
すものと同様であるので、同様の構成部には同一符号を
付してその説明を省略する。

本実施例にて、偏心測定を行なう場合には、測定前にま
ずビームスプリッタ６０を図に示すような状態にしてお
き、レーザ光を入射させ、入射光がすべて絞り５１０開
口部を通る位置に絞り５１をホトディテクタ４４の前面
を平行に移動させる。

そして、そのときのホトディテクタ４４で受ける絞り５
１を通過した光束の断面積を演算表示装置４５に記憶さ
せる。ｍ定においては、ビームスプリッタ４０を図の状
態にし、レーザ光を被検レンズ３７に入射し、その反射
光の絞り５１を通る断面積をホトディテクタ４４を用い
て測定し、前に演算表示装置４５に記憶した断面積との
比をとることによって偏心を測定する。

以上のように本実施例によれば、測定系の調整が容易に
行なえ、又、ホトディテクタが１個で済むので、よりい
っそうの小型化、低コスト化が図れる利点がある。その
他の効果は、第１実施例と同様であるのでその説明を省
略する。

（第４実施例） 第７図に本発明に係るレンズ偏心測定装置３０の第４実
施例を示す０本実施例は、第１図にて示す構成において
ビームスプリッタ４０とホトディテクタ４４との間に第
２のビームスプリッタ７０を配設し、第２のビームスプ
リンタ７ｏと演算表示装置４５との間に、第２のビーム
スプリ７タ７０を通ったレーザ光を微小径に絞るための
絞り７１と、絞り７１を通ったレーザ光を受けるホトデ
ィテクタ７２とを配設して構成したものである。

その他の構成は、第１図にて示すものと同様であるので
、同様の構成部には同一符号を付してその説明を省略す
る。

本実施例においては、被検レンズ３７で反射したレーザ
光は、絞り４１を通り、ビームスプリッタ４０．７０を
通ってホトディテクタ４４．７２に入射される。ここで
、ホトディテクタ７２の前面に配置した絞り７１の開口
部に被検レンズ３７からの反射光が通るように絞り７１
をホトディテクタ２の前面部と平行に移動させる。そし
て、第１、第２．第３実施例での偏心のない場合の絞り
４１を通る反射光の逝面積Ｓに代えて、絞り７１を通過
するレーザ光束の断面積Ｓ、をとり、絞り４１を通って
ホトディテクタ４４に入射するレーザ光束の断面積Ｓｌ
との比Ｓ、／Ｓ、をとってから演算表示装置４５により
ＳｏをＳに変換して演算を行なうことにより、レンズ偏
心を求めるものである。

本実施例によれば、第１実施例の作用、効果に加えて、
測定系の調整がより容易となり、又、被検レンズ３７か
らの反射光のみを２つのホトディテクタ４４．７２で同
時に受け、測定できるので、より精度の高い測定が可能
となる利点がある。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、小型かつ安価な構成にて
レンズの偏心をインラインで測定可能となり、レンズ６
取りの良品率の向上を図りうるとともに、保持したレン
ズの横ずれ、傾きを判断することができる等の著効を奏
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る装置の第１実施例を示す構成説
明図、 第２図〜第４図（川、ら）は、第１図の構成に基づく測
定原理を説明するための図であって、第１図は要部の拡
大図、第２図は傾きを生じている場合の傾きとＳ、／Ｓ
との関係を表わすグラフ図、第４図（ａ）、　（ｂ）は
横ずれ、傾きを判断するための原理図、 第５図〜第７図は、それぞれ本発明に係る装置の第２．
第３．第４実施例を示す構成説明図、第８図、第９図は
、従来技術の説明図である。 ４・・・第２レンズホルダ軸 ７・・・被検レンズ ８・・・光源 ９・・・コリメートレンズ ０・・・ビームスブリツタ ト・・絞り ２・・・集光レンズ ３．４４・・・ホトディテクタ ５・・・演算表示装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レンズ心取機フレームに回転自在に支承された第１レン
   ズホルダ軸と、前記第１レンズホルダ軸と同一軸線上に
   配置され、前記第１レンズホルダ軸と協同して被検レン
   ズを保持自在の中空の第２レンズホルダ軸と、その出射
   光が前記各レンズホルダ軸の軸線上を通るように配設さ
   れた光源と、前記光源からの出射光束を平行光にするた
   めのコリメートレンズと、前記コリメートレンズからの
   光束を被検レンズに入射させるべく前記第２レンズホル
   ダ軸内に配備された集光レンズと、前記集光レンズと前
   記コリメートレンズとの間に配設されたビームスプリッ
   タと、被検レンズからの反射光を受けるホトディテクタ
   と、そのホトディテクタへ入射する光束を絞るための絞
   りと、前記ホトディテクタで得られた情報を電気信号に
   変換して演算処理する装置とより構成したことを特徴と
   するレンズ偏心測定装置。