JPH07229812A - 非球面レンズの偏心測定装置および心取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 両面非球面レンズの偏心測定が可能な非球面
レンズの偏心測定装置及びこれを応用した心取り装置を
提供すること。 【構成】 測定の基準になる回転軸Ｚ₀ を作り出すター
ンテーブル１３と、被検非球面レンズ２１の非球面２２
に接触して被検非球面レンズ２１を支持しながら前記タ
ーンテーブル１３により回転される被検レンズ支持器１
５と、前記回転軸Ｚ₀ に対する前記非球面中央部の位置
ずれを検出する偏心測定ブロック３０と、前記偏心測定
ブロック３０の検出値に応じて、前記被検非球面レンズ
を、前記回転軸Ｚ₀ に対してほぼ直角方向に移動調整す
る電気式マイクロメータ６１と、前記非球面とは反対側
の面の前記回転軸Ｚ₀ に対する偏心を検出する偏心検出
手段と、を備えたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、成形誤差や心取り誤差
などによって発生する、非球面光学レンズの偏心を測定
するための非球面レンズの偏心測定装置およびそれを応
用した心取り装置に関する。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】非球面レンズの偏心を測
定する装置として、被検レンズ（偏心測定の対象になる
非球面レンズ）を回転させてその振れを測定することに
より偏心を測定するもの、例えば、特開平1-296132号公
報に開示されているような片面非球面レンズの偏心測定
装置が知られている。この偏心測定装置は、被検レンズ
を支持するホルダの回転軸に、被検レンズの球面側の曲
率中心を一致させておいて、この状態でホルダを回転さ
せて、その際の非球面側の振れ、すなわちホルダの回転
軸に対する非球面軸の偏心を測定するものであった。

【０００３】しかし、このような従来の偏心測定装置に
は、非球面の非球面軸を正確にホルダの回転軸に一致さ
せる位置決め手段が無かったので、偏心測定の対象とな
る非球面レンズは片面非球面レンズ、つまり一方の面が
必ず球面であるような非球面レンズに限定されていた。
このため、両面非球面レンズの測定はできない、という
問題があった。

【０００４】

【発明の目的】上記従来技術の問題に鑑みて本発明は、
両面非球面レンズの偏心測定が可能な偏心測定装置およ
びこれを応用した心取り装置を提供することを目的とす
る。そしてこのために本発明では、両面非球面レンズの
片方の非球面の非球面軸を、非球面レンズ支持手段の回
転軸に一致させる手段を備えた偏心測定装置および心取
り装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【発明の概要】上記目的を達成する、請求項１に記載の
本発明は、測定の基準になる回転軸を作り出す回転手段
と、被検非球面レンズの非球面の周辺部に接触して被検
非球面レンズを支持しながら、前記回転手段により回転
される非球面レンズ支持手段と、前記回転軸に対する前
記非球面の中央部の位置ずれを検出する非球面位置検出
手段と、前記非球面位置検出手段の検出値に応じて、前
記被検非球面レンズを前記回転軸に対して移動調整する
非球面レンズ位置調整手段と、前記非球面とは反対側の
面の前記回転軸に対する偏心を検出する偏心検出手段
と、を備えたことに特徴を有する非球面レンズの偏心測
定装置である。

【０００６】請求項６に記載の本発明は、請求項１に記
載の偏心測定装置に、さらに前記被検非球面レンズの外
周を前記回転軸に対して決められた形状に加工するレン
ズ外周加工手段、を備えたことに特徴を有する非球面レ
ンズの心取り装置である。

【０００７】

【実施例】以下図示実施例に基づいて本発明を説明す
る。図１は、本発明を適用した非球面レンズの偏心測定
装置の一実施例の主要部を示すブロック図である。この
偏心測定装置は、大きく分けて、被検レンズを支持して
回転させるレンズ支持回転ブロック１０と、被検レンズ
の偏心、傾きを測定する偏心測定ブロック３０と、偏心
測定ブロック３０の測定結果に基づいて手動で、あるい
は制御ブロック７０の制御下で被検レンズの位置微調整
を行なうレンズ位置調整ブロック６０と、被検レンズの
位置、非球面の偏心状態の測定と計算、計算結果等の表
示および上記各手段を制御する制御ブロック７０と、を
含む。なお、ここで被検レンズは、偏心測定の対象とな
る両面非球面レンズである。

【０００８】レンズ支持回転ブロック１０は、被検レン
ズである被検非球面レンズ２１の片方の非球面の非球面
軸と非球面レンズ支持手段の回転軸とを一致させて回転
させる装置である。このレンズ支持回転ブロック１０
は、モータ１１により回転駆動される中空のターンテー
ブル１３（回転手段）と、このターンテーブル１３上に
固定された円筒状の被検レンズ支持器１５（非球面レン
ズ支持手段）と、ターンテーブル１３の回転を検出する
ロータリーエンコーダ１７と、ターンテーブル１３およ
び被検レンズ支持器１５の中空部を通じて空気を吸い出
して、被検非球面レンズ２１を被検レンズ支持器１５に
吸引固定する吸引装置１９とを備えている。

【０００９】ターンテーブル１３の回転軸と被検レンズ
支持器１５の中心軸とは正確に一致するように位置決め
されている。被検非球面レンズ２１が当接する被検レン
ズ支持器１５のレンズ当接縁部１６は、被検レンズ支持
器１５の中心軸と同心的で、かつ中心軸と直交する平面
上に位置決めされている。この被検レンズ支持器１５の
中心軸およびターンテーブル１３の回転軸を通る中心軸
線を、以下回転軸Ｚ₀と称する。なお、回転手段である
ターンテーブル１３は、静圧エアースピンドル等により
構成することもできる。また、ターンテーブル１３を回
転駆動するモータ１１は必須ではなく、用途に応じて省
略し、手動でターンテーブル１３を回転させてもよい。

【００１０】偏心測定ブロック３０は、非球面中央部の
近軸曲率を持つ面に対するオートコリメーション反射に
よる像を観察するための投光・観察光学系を備えてい
る。本実施例では、被検非球面レンズの両面非球面を一
つの投光・観察光学系により切り換え式に観察すること
ができる。本実施例の構成および動作は、次の通りであ
る。

【００１１】レーザ光源３１から出力されたレーザビー
ムは、ビームスプリッタ３３を透過し、第１集光レンズ
３５により集光され、点光源（指標）３７を形成する。
この点光源３７から発散されたレーザビームは、第２集
光レンズ３９により集束され、光路切換ミラー４１が光
路外に退避しているときには、第１ミラー４３で被検非
球面レンズ２１に向かって反射され、被検非球面レンズ
２１の被検レンズ支持器１５のレンズ当接縁部１６に接
触している側（図１では下側）の非球面の中央部に照射
される。そしてレーザビームは、その非球面の中央部で
反射されて光路を逆行し、第１ミラー４３で第２集光レ
ンズ３９方向に反射される。第２集光レンズ３９に入射
すると、これにより点光源３７上ないしその近傍に集束
された後発散し、第１集光レンズ３５で平行光束にされ
てからビームスプリッタ３３によってレーザ光源３１方
向とほぼ直角方向に反射される。そして、結像レンズ４
９を介してビデオカメラ５１に入射し、ビデオカメラ５
１で撮像される。このようにして撮像された点光源３７
の反射像は、モニタテレビ５３に反射像３７ｉとして映
し出される。すなわち、この場合に偏心測定ブロック３
０は、被検非球面レンズ２１の被検レンズ支持器１５の
レンズ当接縁部１６に接触している側の非球面の中央部
の位置ずれを検出する非球面位置検出手段として作用す
る。

【００１２】なお、第１集光レンズ３５および第２集光
レンズ３９は、各々の光軸に沿った相対距離が調整可能
に構成されていて、第１集光レンズ３５による点光源３
７の結像位置が、被検非球面レンズ２１の下側の非球面
中央部の近軸曲率中心にほぼ共役となるように調整され
る。

【００１３】一方、光路切換ミラー４１が光路内に進入
しているときには、点光源３７から発せられたレーザビ
ームは、光路切換ミラー４１で被検レンズ支持器１５の
回転軸Ｚ₀ とほぼ平行に上方に反射され、第２、第３反
射ミラー４５、４７により被検非球面レンズ２１の上側
の非球面中央部に向けて照射される。そして、被検非球
面レンズ２１の上側の非球面中央部で反射して光路を逆
行し、第３、第２反射ミラー４７、４５、光路切換ミラ
ー４１で第２集光レンズ３９の方向に反射される。そし
て、先と同様に、第２集光レンズ３９、第１集光レンズ
３５、ビームスプリッタ３３、結像レンズ４９を経てビ
デオカメラ５１により撮像され、モニタテレビ５３に映
し出される。すなわちこの場合には、偏心測定ブロック
３０が上側の非球面中央部に対する偏心検出手段になっ
ている。なお、この際に、第１集光レンズ３５および第
２集光レンズ３９の相対距離、位置は、第１集光レンズ
３５による点光源３７の結像位置が、被検非球面レンズ
２１の上側の非球面中央部の近軸曲率中心にほぼ共役と
なるように調整される。

【００１４】ここで、被検非球面レンズ２１のレーザビ
ームが照射されている側の非球面中央部の近軸曲率中心
が被検レンズ支持器１５の中心軸（回転軸Ｚ₀ ）と一致
しているときには、点光源３７の反射像３７ｉがモニタ
テレビ５３のほぼ中心に位置するように構成されてい
る。つまり、レーザビームが照射されている側の非球面
中央部が回転軸Ｚ₀ に対して偏心ないし傾斜（ティル
ト）しているときには、モニタテレビ５３上の反射像３
７ｉは、画面の中心からずれる。そして、被検非球面レ
ンズ２１が回転するとその回転にしたがって画面上を回
転移動するので、その移動量から非球面中央部の偏心状
態が分かる。なお、ここで、ビデオカメラ５１は、画像
処理回路５５に接続されている。

【００１５】また、偏心測定ブロック３０は、被検非球
面レンズ２１の上側の非球面の偏心状態を検出するもう
一つの偏心検出手段を備えている。その構成は、次の通
りである。被検レンズ支持器１５の近傍には、被検非球
面レンズ２１の上面の周辺部に接触する電気式ピックセ
ンサ５７（偏心検出手段）が配置されている。この電気
式ピックセンサ５７は、回転に伴い移動する接触部分の
高低、つまり被検非球面レンズ２１の上側の非球面の周
辺部の面振れを測定する。すなわち、その面振れ測定量
から、非球面周辺部の偏心状態が分かる。

【００１６】本実施例は、被検レンズ支持器１５のレン
ズ当接縁部１６に接触している側の非球面中央部からの
前記反射像３７ｉを観察しながら、その回転半径を次第
に小さく、最終的には回転しないように、レンズ位置調
整ブロック６０により被検非球面レンズ２１の位置を調
整する。このとき、この非球面の周辺部は、回転軸Ｚ₀
と同心的かつ回転軸Ｚ₀ と直交する平面上に位置するレ
ンズ当接縁部１６に対して円周状に線接触するので、こ
の非球面の非球面軸が回転軸Ｚ₀ に一致する。このよう
にして前記非球面の非球面軸を回転軸Ｚ₀ に一致させた
後に、他方の非球面の偏心状態を検出することに特徴を
有する。

【００１７】レンズ位置調整ブロック６０の構成は、次
の通りである。被検レンズ支持器１５の近傍で、被検レ
ンズ支持器１５に載せた被検非球面レンズ２１の外周部
と対向する位置に、電気式マイクロメータ６１（非球面
レンズ位置調整手段）が配置されている。この電気式マ
イクロメータ６１は、コントローラ６３によるコントロ
ール下にスピンドル６２を、回転軸Ｚ₀ に対して直交す
る方向に進退動し、進出の際にスピンドル６２の先端部
が被検非球面レンズ２１の外周面に接触し、押圧して回
転軸Ｚ₀ に対してほぼ直角方向に被検非球面レンズ２１
の位置を調整する。なお、この位置調整に際して被検非
球面レンズ２１は、レンズ当接縁部１６に当接している
面とレンズ当接縁部１６がほぼ線接触する状態を維持し
て移動する。

【００１８】電気式マイクロメータ６１は、１個でも複
数個でもよい。１個の場合は、被検レンズ支持器１５の
回転軸Ｚ₀ に対して前記非球面の非球面軸が最も偏って
いる方向から被検非球面レンズ２１を押圧するように被
検非球面レンズ２１の回転位置を決めてから調整する。
複数個の場合も、いずれか１個の電気式マイクロメータ
６１に対して前記同様に位置調整を行なうか、あるいは
複数個の電気式マイクロメータ６１のスピンドル６２の
移動量の合成により被検非球面レンズ２１の位置調整を
行なう。

【００１９】さらに本実施例に示す制御ブロック７０
は、以上の部材を制御するとともに、被検非球面レンズ
２１の上面すなわち前記非球面とは反対側の非球面の、
回転軸Ｚ₀ に対する偏心状態を解析し、表示するコンピ
ュータ７１を備えている。

【００２０】このコンピュータ７１は、画像処理回路５
５およびインタフェース７９を介して点光源３７の反射
像３７ｉの位置データを入力するとともに、インタフェ
ース７３を介して電気式ピックセンサ５７が検出した面
振れデータを、さらにインタフェース７５を介してロー
タリーエンコーダ１７からターンテーブル１３の回転位
置データを入力する。そして、これらのデータ、つまり
反射像３７ｉの位置データ、電気式ピックセンサ５７が
検出した面振れデータ、そしてターンテーブル１３の回
転位置データから、被検非球面レンズ２１の上面の偏心
状態を解析し、その結果を数値、あるいはグラフ等によ
り表示する。また、コンピュータ７１は、インタフェー
ス７７およびコントローラ６３を介して電気式マイクロ
メータ６１のスピンドル６２の突出タイミングおよび突
出量を制御し、被検非球面レンズ２１を回転軸Ｚ₀ に対
してほぼ直角方向に移動して位置決め調整を行なう。

【００２１】以上の実施例では、先ず被検非球面レンズ
２１の片方の非球面を被検レンズ支持器１５のレンズ当
接縁部１６に接触させ、前記非球面中央部からの反射像
３７ｉを観察しながら、電気式マイクロメータ６１によ
り前記非球面の非球面軸を被検レンズ支持器１５の中心
軸すなわちターンテーブル１３の回転軸Ｚ₀ に一致させ
る。そしてその次に、前記非球面とは反対側の非球面
の、回転軸Ｚ₀ に対する偏心をコンピュータ７１が、電
気式ピックセンサ５７が検出した面振れデータ、反射像
３７ｉの位置データ、およびターンテーブル１３の回転
位置データから解析し、表示する。

【００２２】図２および図３には、非球面位置検出手段
の他の実施例を示してある。図２の第２の実施例は、非
球面中央部に点光源を投光し、反射した点光源像を観察
するオートコリメーション反射式の一例であり、図３の
第３の実施例は、非球面中央部を拡大鏡（顕微鏡）を介
して拡大して観察する拡大観察式の一例である。

【００２３】図２に示した反射式の非球面位置検出手段
は、被検レンズ支持器１５に載せた被検非球面レンズ２
１のレンズ当接縁部１６側の面（非球面２２）の非球面
軸を検出する非球面軸検出光学系３０ａを備えている。
この非球面軸検出光学系３０ａは、レーザ光源８１から
出力されたレーザビームをビームスプリッタ８２で被検
非球面レンズ２１に向けて反射し、第１集光レンズ８３
で点光源を作り、この点光源から発散されたレーザビー
ムを第２集光レンズ８４で集光して被検非球面レンズ２
１の非球面２２の中央部に投光する。この非球面２２の
中央部で反射したレーザビームは光路を逆行し、集光レ
ンズ８４、８３、およびビームスプリッター８２を透過
して、結像レンズ８５により二次元ポジションセンサ
（ＰＳＤ）８６上に結像する。この二次元ポジションセ
ンサ８６で点像の結像位置を検出することにより、被検
非球面レンズ２１の下面（非球面２２）の非球面軸を検
出できる。

【００２４】さらにこの反射式の実施例では、被検非球
面レンズ２１の上面（非球面２３）中央部の偏心測定を
可能にすべく、被検非球面レンズ２１の上方に前記非球
面軸検出光学系３０ａと同様の非球面軸検出光学系（偏
心検出手段）３０ｂを備えている。

【００２５】図３に示した第３の実施例である拡大観察
式の非球面位置検出手段は、例えば、回転対称な非球面
金型により成形したプラスチック非球面レンズの場合
に、非球面金型の中心部の切削痕によりできる、非球面
の中心部の頂点（いわゆるへそ）を拡大観察して下面
（非球面２２）の非球面軸を検出する構成である。この
非球面位置検出手段では、図３に示した通り、被検非球
面レンズ２１の回転軸Ｚ₀に非球面軸を一致させる側の
面（非球面２２側）を下にして被検レンズ支持器１５上
に載せる。そして、被検レンズ支持器１５の回転軸Ｚ₀
と光軸とを一致させた拡大対物レンズ、例えば顕微鏡の
対物レンズ９１により、被検非球面レンズ２１の非球面
２２の中央部を拡大して、ビデオカメラ９５のイメージ
センサ９３上に結像させ、撮像する。そして非球面２２
の中心部の頂点の像を、例えば、図１のモニタテレビ等
に映し出して、頂点（その像）の回転軸に対するずれを
検出する。

【００２６】また、この第３の実施例では、被検レンズ
支持器１５に接触しない側の非球面２３の周辺部の面振
れを、電気式ピックセンサ５７（偏心検出手段）により
検出する。なお、図３では図示しないが、他方の非球面
２３中央部の偏心を、先に述べた拡大観察式と同様な検
出手段により、非球面中心部の頂点を観察して測定する
構成でもよい。

【００２７】以上、図２、図３に示した非球面位置検出
手段により検出した偏心状況に基づいて行なう被検非球
面レンズ２１の位置調整は、図１の実施例と同様であ
る。

【００２８】また、図３に示す第３の実施例では、電気
式ピックセンサ５９が、回転に伴う被検非球面レンズ２
１の外周部の振れを検出する。この外周振れ検出手段で
ある電気式ピックセンサ５９が検出した外周振れデータ
は、図示しないインタフェースを介してこれも図示しな
いコンピュータに入力される。コンピュータは、この外
周振れデータも併せて計算することによって、被検非球
面レンズ２１の両非球面２２、２３それぞれの非球面軸
とレンズ外周の３者の偏心状態を詳しく解析し、表示す
ることができる。なお、この外周振れ検出手段は、図
１、図２に示した第１、第２の実施例にも適用すること
が可能である。

【００２９】以上の実施例では両面非球面レンズの偏心
測定について説明したが、これらの実施例は、片面非球
面レンズの偏心測定も可能である。この場合には、片面
非球面レンズの非球面側を被検レンズ支持器１５上に載
せて、以上の実施例で説明した方法によってその非球面
の非球面軸を被検レンズ支持器１５の回転軸Ｚ₀ に一致
させる。そして、そのときの球面側の偏心を検出する。
ただし、この場合は被検面が球面なので、球面中央部に
対する投光、観察光学系あるいは球面周辺部の面振れ検
出センサなど、いずれか一つの偏心検出手段があればよ
い。

【００３０】図４には、本発明の第４の実施例の要部を
示してある。この第４の実施例は、図１に示した第１の
実施例と同様の、回転手段、非球面レンズ支持手段、非
球面位置検出手段および非球面レンズ位置調整手段のほ
かに、被検非球面レンズ２１の被検レンズ支持器１５に
接触しない上側の非球面２３の偏心を検出する偏心検出
手段として、３次元位置測定装置１５０を備えている。

【００３１】この３次元位置測定装置１５０は、ＸＹＺ
軸の互いに直交する３方向に移動するプローブ１５２を
備えていて、このプローブ１５２を移動させて、被検非
球面レンズ２１の非球面２３の三次元座標を測定する。
さらにこの３次元位置測定装置１５０は、上記上側の非
球面２３のほかに被検レンズ支持器１５の中心軸（回転
軸Ｚ₀ ）に対してあらかじめ同心的に加工してある被検
レンズ支持器１５の外周面１５ａの表面、あるいは被検
非球面レンズ２１の外周の位置座標を測定し、その位置
座標データをインタフェース１５１を介してコンピュー
タ７１に出力する。

【００３２】この実施例における偏心測定では、先ず、
第１の実施例と同様に、回転手段、非球面レンズ支持手
段、非球面位置検出手段、およびレンズ位置調整手段を
操作して、前記下側の非球面２２の非球面軸を回転軸Ｚ
₀ に一致させる。その後、３次元位置測定装置１５０に
よって上記座標データを測定し、それらの座標データに
基づいて、コンピュータ７１が、被検レンズ支持器１５
の中心軸に対する被検非球面レンズ２１の上側の非球面
２３の偏心を解析し、表示する。

【００３３】次に、上記非球面レンズの偏心測定装置を
応用した別の発明である非球面レンズの心取り装置の発
明について、図５ないし図７に示した実施例に基づいて
説明する。この心取り装置は、要部のみを示すが、図１
に示した非球面レンズの偏心測定装置の実施例に、被検
非球面レンズ２１の外周を加工するレンズ外周加工手段
１２０を付加したものであって、被検非球面レンズ２１
の外周を被検レンズ支持器１５の回転軸Ｚ₀ に対して予
め決められた形状に加工することを目的としている。

【００３４】レンズ外周加工手段１２０は、被検非球面
レンズ２１の外周を研削する円板状の砥石１２２と、こ
の砥石１２２を回転させるモータ１２３と、被検レンズ
支持器１５の回転軸Ｚ₀ と直交するＸＹ面内において砥
石１２２とモータ１２３とを一体に移動させるＸＹ電動
ステージ１２４とを備えている。このＸＹ電動ステージ
１２４は、インタフェース１２５を介してコンピュータ
７１からの制御信号を入力し、動作する。

【００３５】この実施例では、心取りする非球面レンズ
を、先ず、心取り加工終了段階でレンズ外周に対して偏
心を少なく抑えたい側の非球面を下側にして被検レンズ
支持器１５に載せる。次に、図１に示す実施例で説明し
たように、回転手段（ターンテーブル１３）、非球面位
置検出手段（偏心測定ブロック３０）、および非球面レ
ンズ位置調整手段（電気式マイクロメータ６１）を操作
して、前記下側の非球面の非球面軸を回転軸Ｚ₀ に一致
させる。そして、モータ１２３で砥石１２２を定速回転
させながら、コンピュータ７１によってＸＹ電動ステー
ジ１２４の位置を制御して心取りを行なう。このとき、
図６に示すように、回転軸Ｚ₀ から砥石１２２までの距
離ｄを一定に保つようにＸＹ電動ステージ１２４で砥石
１２２の位置決めを行ない、被検非球面レンズ２１を支
持する被検レンズ支持器１５をモータ１１およびターン
テーブル１３によってゆっくりと回転させれば、被検非
球面レンズ２１は直径φ２ｄの寸法の円形形状に心取り
される。

【００３６】また、図７に示すように、被検非球面レン
ズ２１の回転を止めておいて、回転軸Ｚ₀ と直交する平
面内で砥石１２２をＸＹ電動ステージ１２４によって直
線的にゆっくりと移動させれば、被検非球面レンズ２１
の外周を直線的に加工できる。そこでこの加工を、被検
非球面レンズ２１を９０゜づつ回転させて延べ４回行な
えば、被検非球面レンズ２１は正方形に心取りされる。
また、このとき回転軸Ｚ₀ から砥石１２２までの距離ｄ
や、被検非球面レンズ２１の回転角度（停止角度）を任
意に設定すれば、長方形や多角形などの様々な形状に心
取りをすることができる。

【００３７】このように、図５に示す本実施例の非球面
レンズの心取り装置によると、非球面レンズの片方の非
球面の非球面軸に対して決められた形状に心取りするこ
とが容易に行なえる。

【００３８】ここで、本実施例における非球面量と解析
誤差との関係について、図８ないし図１０を参照して説
明する。図８ないし図１０には、偏心がない理想的な片
面非球面レンズ１０１を示してある。ここで、「理想的
な」とは、非球面軸と、球面の曲率中心と、レンズ外形
の中心とがすべて同一直線上に並んでいる状態を意味す
る。

【００３９】従来の非球面の偏心測定は、一般に、１本
の回転軸Ｚ₀ 対して非球面の中央部と周辺部の振れを別
々に測定する。このため、特に非球面量が小さい場合に
は、このように別個の測定で得られる測定値のわずかな
誤差が、大きな解析誤差を生じさせる原因となってしま
う場合がある。その詳細を、図８ないし図１０を参照し
て説明する。

【００４０】ここでは、この理想的な片面非球面レンズ
１０１の非球面量が小さいものと仮定して、偏心測定を
行なった際に発生する測定誤差が解析結果にどの程度の
誤差を生じさせるかを、従来例と本発明とを比較して説
明する。図において、各記号は次の位置を表わしてい
る。 △：非球面１０３の近軸（中央部）曲率中心 □：非球面１０３の周辺曲率中心 ◇：非球面１０３の頂点（へそ） ○：球面１０５の曲率中心 ◎：レンズ外径の中心 さらに図において、符号ｒ_A は非球面１０３の近軸曲率
半径、ｒ_S は球面１０５の曲率半径、Δは非球面量（非
球面の近軸曲率から周辺曲率中心までの距離）を表わし
ている。

【００４１】図９に示した従来の偏心測定装置では、球
面１０５をレンズ支持器１１１の端面に接触させ、回転
軸Ｚ₀ に対する非球面軸（△と□とを通る直線）の振れ
を測定する。この図示状態において、レンズ外形の中心
◎は、回転軸Ｚ₀ 上に位置決めされているものとする。
ここで近軸曲率中心△が△′の位置に誤認されたとする
と、この誤認曲率中心△′と周辺曲率中心□の相対ずれ
δが測定誤差である。このとき、解析によって誤って推
定された非球面の頂点を◇′とすると、回転軸Ｚ₀ から
◇′までの距離ΔＤがこの場合のディセンター誤差量と
なる。このディセンター誤差量ΔＤは、解析により、お
よその量が下記式により求められる。 ΔＤ≒｛（ｒ_A ＋Δ）／Δ｝×δ ここで、｛（ｒ_A ＋Δ）／Δ｝＞１なので、この解析に
より求めた回転軸Ｚ₀ に対するディセンター誤差量ΔＤ
は、測定誤差δがおよそ｛（ｒ_A ＋Δ）／Δ｝倍に拡大
されたものとなってしまう。

【００４２】これに対して本発明は、非球面１０３の周
辺部を被検レンズ支持器１５の端面に接触させて回転さ
せ、先に述べた非球面位置調整を経て、回転軸Ｚ₀ に対
する非球面の近軸曲率中心もしくは頂点の振れを０にす
る。つまり本実施例は、非球面の近軸曲率中心△もしく
は非球面の頂点◇を直接観察しながら、その振れを
“０”に追い込むものなので、ディセンター誤差量ΔＤ
は、ほぼ非球面の位置決め誤差δと等倍である。したが
って非球面量が小さい場合でも、高精度の偏心測定がで
きる。なお、両面非球面の場合には、非球面量が小さい
方の非球面軸を回転軸Ｚ₀ と一致させることにより、測
定誤差をより小さくできる意味で有利である。

【００４３】以上の通り本第１ないし第４の実施例は、
片面非球面レンズおよび両面非球面レンズの両方につい
て偏心測定が可能である。さらに、片面非球面レンズの
場合には、非球面を被検レンズ支持器１５のレンズ当接
縁部１６に当接支持し、特に非球面量が小さい場合で
も、非球面軸を回転軸に合わせ込むことにより高精度の
測定が可能になる。被検レンズ支持器とは当接しない反
対側の面は、任意の偏心測定手段により測定する。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り請求項１に
記載の本発明は、片面非球面、両面非球面にかかわらず
偏心測定が簡単に行なえ、しかも本発明は、回転軸に対
して非球面軸を整合できるので、正確な非球面の偏心測
定が可能になる。さらに、請求項６に記載の発明は、被
検非球面レンズの非球面軸を回転軸に対して整合させて
から、被検非球面レンズの外周を回転軸に対して決めら
れた形状に加工するレンズ外周加工手段を備えているの
で、非球面の非球面軸に対する外形を正確に形成（心取
り）することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した非球面レンズ偏心測定装置の
一実施例の主要部を示すブロック図である。

【図２】本発明の非球面位置検出手段の他の実施例の要
部を示す光路図である。

【図３】本発明の非球面位置検出手段のさらに他の実施
例の要部を示す光路図である。

【図４】本発明の偏心検出手段の他の実施例を示すブロ
ック図である。

【図５】本発明を適用した非球面レンズ心取り装置の一
実施例の主要部を示すブロック図である。

【図６】本発明の心取り装置により非球面レンズを円形
形状に心取りする状態を説明する平面図である。

【図７】本発明の心取り装置により非球面レンズを正方
形形状に心取りする状態を説明する平面図である。

【図８】理想的な片面非球面レンズの状態を説明する図
である。

【図９】従来の測定手段により片面非球面レンズの偏心
測定を行なったときの状態を説明する図である。

【図１０】本発明の装置により片面非球面レンズの偏心
測定を行なったときの状態を説明する図である。

【符号の説明】

１０ レンズ支持回転ブロック １３ ターンテーブル（回転手段） １５ 被検レンズ支持器（非球面レンズ支持手段） １６ レンズ当接縁部 ２１ 被検非球面レンズ ２２ 非球面 ２３ 非球面 ３０ 偏心測定ブロック（非球面位置検出手段、偏心検
出手段） ３１ レーザ光源 ３７ 点光源（指標） ５１ ビデオカメラ ５３ モニタテレビ ５７ 電気式ピックセンサ（偏心検出手段） ６０ レンズ位置調整ブロック ６１ 電気式マイクロメータ（非球面レンズ位置調整手
段） ７０ 制御ブロック ７１ コンピュータ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定の基準になる回転軸を作り出す回転
   手段と、 被検非球面レンズの非球面の周辺部に接触して被検非球
   面レンズを支持しながら、前記回転手段により回転され
   る非球面レンズ支持手段と、 前記回転軸に対する前記非球面の中央部の位置ずれを検
   出する非球面位置検出手段と、 前記非球面位置検出手段の検出値に応じて、前記被検非
   球面レンズを前記回転軸に対してほぼ直角方向に移動調
   整する非球面レンズ位置調整手段と、を備えたことを特
   徴とする非球面レンズの偏心測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の偏心測定装置はさら
   に、前記非球面とは反対側の面の前記回転軸に対する偏
   心を検出する偏心検出手段を備えていることを特徴とす
   る非球面レンズの偏心測定装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の偏心測定装置
   はさらに、前記回転軸に対する前記被検非球面レンズの
   外周部の振れを検出する外周振れ検出手段を備えている
   ことを特徴とする非球面レンズの偏心測定装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか一項におい
   て、前記非球面位置検出手段は、前記非球面の中央部の
   近軸曲率中心上またはその近傍に光学的な指標像を投影
   してその前記非球面からの反射像を観察する投光・観察
   光学系を備えていることを特徴とする非球面レンズの偏
   心測定装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし３のいずれか一項におい
   て、前記非球面位置検出手段は、前記非球面中央部の表
   面を拡大観察する観察光学系を備えていることを特徴と
   する非球面レンズの偏心測定装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか一項に記載
   の偏心測定装置と、前記被検非球面レンズの外周を前記
   回転軸に対して決められた形状に加工するレンズ外周加
   工手段と、を備えたことを特徴とする非球面レンズの心
   取り装置。