(57)【要約】      （修正有）【課題】被検レンズの偏心を測定する際に被検レンズを保持するレンズホルダを高い精度で調整でき、しかも調整作業時間を短くでき、調整用の治具を不要とする。【解決手段】被検レンズ１をレンズ受け部２ｃに吸着保持した状態のレンズホルダ２を回転軸回りに回転させる回転駆動機構４と、レンズホルダ２のレンズ受け部２ｃを回転駆動機構４の回転軸４ｂに対してあおり調整するあおり調整機構３ｂと、レンズホルダ２を回転駆動機構４の回転軸４ｂに対して直交する方向に移動調整して、レンズホルダ２の中心軸２ｅを回転駆動機構４の回転軸４ｂに一致させる移動機構３ａと、レンズホルダ２に保持された被検レンズ１の外周面に接触して、その振れ量を測定する振れ測定手段７とを備える。レンズ受け部２ｃを回転駆動機構４の回転軸４ｂに対してあおり方向及び直交方向の調整をする基準部４ａがレンズホルダ４に設ける。【選択図】図１
2005308560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検レンズをレンズ受け部に吸着保持した状態のレンズホルダを回転軸回りに回転させる回転駆動機構と、
前記レンズホルダのレンズ受け部を回転駆動機構の回転軸に対してあおり調整するあおり調整機構と、
前記レンズホルダを回転駆動機構の回転軸に対して直交する方向に移動調整して、レンズホルダの中心軸を回転駆動機構の回転軸に一致させる移動機構と、
前記レンズホルダのレンズ受け部に保持された被検レンズの外周面に接触して、その振れ量を測定する振れ測定手段とを備え、
前記レンズ受け部を回転駆動機構の回転軸に対してあおり方向及び直交方向の調整をする基準部が前記レンズホルダに設けられていることを特徴とするレンズ偏心測定装置。
【請求項２】
前記基準部は、レンズホルダのレンズ受け部に対して平行な面及びレンズホルダの中心軸に対して平行な面を有してレンズホルダに一体的に形成されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ偏心測定装置。
【請求項３】
前記基準部は、レンズホルダと別体となっていると共に、レンズホルダのレンズ受け部に対してあおり調整及び水平位置調整可能にレンズホルダに取り付けられることを特徴とする請求項１記載のレンズ偏心測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検レンズの偏心量を測定するレンズ偏心測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７〜図９は、特開平９−２８８０４１号公報に記載された単レンズの偏心（光軸心に対する外径心のズレ）を測定するレンズ偏心測定装置を示す。
【０００３】
このレンズ偏心測定装置は、図７に示すように、被検レンズ１１０を保持するために上端面側がリング状に形成されたレンズホルダ１０１と、レンズホルダ１０１を回転させる回転駆動機構１０２と、回転駆動機構１０２の回転軸１０６に対するレンズホルダ１０１のあおりを調整するあおり調整機構１０４と、レンズホルダ１０１を回転駆動機構１０２の回転軸１０６に対して直交する方向に移動させることにより、レンズホルダ１０１の中心軸１０５を回転駆動機構１０２の回転軸１０６と一致させる移動機構１０７と、被検レンズ１１０のレンズホルダ１０１側のレンズ面とは反対側のレンズ面の曲率中心の位置を測定して、当該レンズ面の曲率中心の偏心量を求める偏心測定部１０３とを有している。
【０００４】
このレンズ偏心測定装置は、被検レンズ１１０のサイズ（直径、レンズ面の曲率）や形状に応じてレンズホルダ１０１を交換調整して測定を行うものであり、以下に、レンズホルダ１０１の調整手順を示す。
【０００５】
図８は、あおり（チルト）調整を行うものであり、この調整では、レンズホルダ１０１にガラスからなる平行平面基盤１０９（オプティカルフラット）を吸着保持させ、偏心測定部１０３から測定光を照射し、その下面１０９ａ（レンズホルダ１０１側の面）から反射される光のスポット像を偏心測定部１０３で観察する。
【０００６】
すなわち、図８の状態で、回転駆動機構１０２によりレンズホルダ１０１を回転させる。このとき、レンズホルダ１０１の中心軸１０５が回転駆動機構１０２の回転軸１０６に対して傾きを生じている場合には、スポット像が振れ回って観察されるため、この振れ回りがなくなるように、あおり調整機構１０４により調整を行う。
【０００７】
図９は、上記あおり調整後に行うシフト調整を示す。このシフト調整では、レンズホルダ１０１に真球度の高い基準球１０８を吸着保持させた状態で、偏心測定部１０３から測定光を照射することにより、基準球１０８の球面から反射される光のスポット像を偏心測定部１０３で観察する。
【０００８】
すなわち、図９の状態で、回転駆動機構１０２によりレンズホルダ１０１を回転させる。このとき、レンズホルダ１０１の中心軸１０５が回転駆動機構１０２の回転軸１０６と直交する水平ずれを生じている場合には、スポット像が振れ回って観察される。このため、この振れ回りがなくなるように、移動機構１０７により回転軸１０６に対するレンズホルダ１０１の水平方向の調整を行う。すなわち、回転軸１０６に対してレンズホルダ１０１を直交する方向に移動させて、水平方向の調整を行うものである。
【特許文献１】特開平９−２８８０４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来のレンズ偏心測定装置による調整作業は、レンズホルダ１０１を交換する度に行う必要があり、被検レンズが微小になると、レンズホルダ１０１の先端径も微小となり、調整に使用する平行平面基盤１０９や基準球１０８等の治具も微小なものとなることから以下の間題点がある。
【００１０】
（１）平行平面基盤１０９や基準球１０８の取り扱いが困難になり、精度の高い調整を行うことが難しく、調整作業時間が長くなるため、測定全体に要する時間が長くなる。
【００１１】
（２）調整に使用する平行平面基盤１０９や基準球１０８等の治具をレンズホルダ１０１の大きさに合わせて複数用意する必要があり、その保守管理が煩雑となると共に、非効率的となる。
【００１２】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、レンズホルダの交換時に被検レンズが微小であっても、精度の高い調整ができ、しかも調整作業時間が短く、調整用の治具を必要とせずに被検レンズの偏心を測定することが可能な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】
【００１３】
請求項１記載の発明のレンズ偏心測定装置は、被検レンズをレンズ受け部に吸着保持した状態のレンズホルダを回転軸回りに回転させる回転駆動機構と、前記レンズホルダのレンズ受け部を回転駆動機構の回転軸に対してあおり調整するあおり調整機構と、前記レンズホルダを回転駆動機構の回転軸に対して直交する方向に移動調整して、レンズホルダの中心軸を回転駆動機構の回転軸に一致させる移動機構と、前記レンズホルダに保持された被検レンズの外周面に接触して、その振れ量を測定する振れ測定手段とを備え、前記レンズ受け部を回転駆動機構の回転軸に対してあおり方向及び直交方向の調整をする基準部が前記レンズホルダに設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項１記載の発明では、レンズホルダに基準部が設けられ、基準部がレンズホルダのレンズ受け部を回転駆動機構の回転軸に対してあおり方向及び直交方向に調整するため、レンズホルダの取り付け時に必要となっていた平行平面基盤や基準球が不要となる。従って、被検レンズが微小となることに伴ってレンズホルダの先端径が微小となっても、精度の高い調整を行うことができ、しかも短時間での調整を行うことができる。また、平行平面基盤や基準球のような保守管理も不要となる。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のレンズ偏心測定装置であって、前記基準部は、レンズホルダのレンズ受け部に対して平行な面及びレンズホルダの中心軸に対して平行な面を有してレンズホルダに一体的に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
このような請求項２記載の発明では、基準部がレンズホルダに一体的に形成されているため、基準部を回転駆動機構の回転軸に対してあおり方向及び直交方向に調整するだけで、レンズホルダのレンズ受け部に対するあおり方向の調整及び直交方向の調整が完了する。従って、レンズホルダの調整を簡単に行うことができる。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のレンズ偏心測定装置であって、前記基準部は、レンズホルダと別体となっていると共に、レンズホルダのレンズ受け部に対してあおり調整及び水平位置調整可能にレンズホルダに取り付けられることを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の発明では、基準部がレンズホルダと別体となっていることにより、レンズホルダ自体を高精度に加工する必要がなく、レンズホルダを簡単に作製することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のレンズ偏心測定装置によれば、あおり調整及びシフト調整を行う基準部をレンズホルダに設けているため、レンズホルダの交換時に調整用の治具を必要としないと共に、被検レンズが微小となった場合でも、精度の高い調整を行うことができ、短時間での調整を行うことができ、さらには、保守管理も不要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を図示する実施の形態により具体的に説明する。なお、各実施の形態において、同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。
【００２１】
（実施の形態１）
図１〜図４は、本発明の実施の形態１を示し、図１はレンズ偏心測定装置の正面図、図２はレンズホルダの部分破断正面図、図３はあおり調整を説明する部分正面図、図４は水平調整を説明する部分正面図である。この実施の形態では、基準部２ａが一体で形成されたレンズホルダ２を用いるものである。
【００２２】
図１に示すように、レンズ偏心測定装置は、被検レンズ１が載置されるレンズホルダ２と、レンズホルダ２が取り付けられる取付部６と、取付部６を支持する位置調整手段３と、位置調整手段３を支持する回転駆動機構としてのスピンドル４と、被検レンズ１の偏心量を測定する偏心測定部５と、被検レンズ１の振れ量を測定する振れ測定部７とを備えている。
【００２３】
レンズホルダ２は、その中心部に被検レンズ１のレンズ面１ｂを受ける中空孔２ｂが形成されている。
【００２４】
位置調整手段３は、スピンドル４の回転軸４ｂと直交する水平方向（矢印ＸまたはＹ方向）にレンズホルダ２を移動する移動機構としての水平調整機構３ａと、レンズホルダ２のレンズ受け部２ｃをあおり（傾き）方向（矢印α又はβ方向）にあおり調整するあおり調整機構３ｂとを有している。
【００２５】
位置調整手段３は、水平調整機構３ａ、あおり調整機構３ｂを構成するステージ側面にマイクロメータヘッド（図示省略）を備えている。このマイクロメータヘッドによりそれぞれのステージがＸ，Ｙ，α，βの各方向に移動調整自在となっており、ステージ上の取付部６を介して上述したレンズホルダ２の調整を行うようになっている。また、位置調整手段３の中央部には、上下に貫通する中空孔３ｃが形成されている。
【００２６】
取付部６は、位置調整手段３上に設けられてレンズホルダ２を着脱自在に支持する部材であり、レンズホルダ２に設けられた中空孔２ｂと対応した部分に雌ねじ部を設けた取付孔６ａが中心部分に形成されている。
【００２７】
回転駆動機構としてのスピンドル４は、レンズホルダ２、位置調整手段３及び取付部６を一体となって回転駆動させる回転駆動源（図示省略）を内部に有している。スピンドル４は、回転軸４ｂを中心に回転するものであり、その中心部には、中空孔４ａが貫通するように形成されている。
【００２８】
偏心測定部５は、レンズホルダ２の上方に位置されており、スピンドル４の回転軸４ｂに沿って測定光を照射することにより、回転軸４ｂに対する被検レンズ１の偏心量を測定する。
【００２９】
偏心測定部５は、レーザ光５ａを射出する半導体レーザ１１を備え、この半導体レーザ１１からのレーザ光５ａをコリメータレンズ１２を介して平行光とし、偏光プリズム１３に入射するようになっている。偏光プリズム１３を経た透過光は、１／４波長板１４を経て第１の集光レンズ１５の焦点位置に集光するようになっている。従って、第１の集光レンズ１５をスピンドル４の回転軸４ｂ上に位置するように設定し、被検レンズ１におけるレンズ面１ａの曲率中心を第１の集光レンズ１５の焦点位置に設定することにより、レンズ面１ａに入射した透過光は、レンズ面１ａで反射され、再び偏光プリズム１３に入射する。偏光プリズム１３に入射した光束は、偏光プリズム１３の偏光面で反射され、偏光プリズム１３の側方に配置した第２の集光レンズ１６に入射する。第２の集光レンズ１６を透過した出射光は、被検レンズ１のレンズ面１ａの曲率中心位置を検出する光位置検出素子１７上にスポット像（点像）として集光される。
【００３０】
振れ測定部７は、スピンドル４の回転軸４ｂと直交する方向（図中、Ｘ方向）に進退可能で、且つ回転軸４ｂに平行な方向（図中、Ｚ方向）に上下動可能なステージ９上に配置されている。この振れ測定部７は、その接触子７ａが被検レンズ１の外周部１ｃに接触しており、スピンドル４を回転させた際に回転軸４ｂに対する被検レンズ１の外周部１ｃの振れ量を測定する。
【００３１】
図２に示すように、レンズホルダ２には、被検レンズ１のレンズ面１ｂを受けるレンズ受け部としての上端面２ｃと、上端面２ｃから段差を設けて形成された基準部２ａとを有している。
【００３２】
基準部２ａは、上端面２ｃの外径寸法よりも大径なフランジ状となっている。この基準部２ａの外周面（側面）２ｈは、中空孔２ｂの中心軸２ｅと平行となるように加工されており、これにより中心軸２ｅとの偏心がないものとなっている。また、基準部２ａの上面２ｉは、レンズホルダ２の上端面２ｃと平行になるように加工されており、これにより、上端面２ｃとの間での傾きがないようになっている。
【００３３】
また、レンズホルダ２における基準部２ａの下部には、取付部６の雌ねじ部に対してねじ込みによる取り付けが可能な雄ねじ部２ｄが形成されていると共に、取付部６への突き当てにより係止される係止部２ｆを備えた取付座部２ｇが形成されている。
【００３４】
次に、この実施の形態におけるレンズ偏心測定装置の作動を説明する。
【００３５】
レンズホルダ２を交換した際には、まず図３に示すように、新たなレンズホルダ２の基準部２ａの上面２ｉに対し、ステージ９により移動した振れ測定部７の接触子７ａを接触させた状態で上面２ｉの振れを測定する。そして、スピンドル４を矢印方向に回転駆動しても、振れ測定部７の接触子７ａにより振れが測定されない状態になるように、あおり調整機構３ｂによりレンズホルダ２のあおり方向（α、β方向）を調整する。従って、この調整により、レンズホルダ２の被検レンズ１を保持する上端面２ｃがスピンドル４の回転軸４ｂに対して直交した状態となる。
【００３６】
次に、図４に示すように、振れ測定部７の接触子７ａをレンズホルダ２の基準部２ａの側面２ｈに接触させて側面２ｈの振れを測定する。そして、スピンドル４を矢印方向に回転駆動しても、振れ測定部７の接触子７ａにより振れが測定されない状態になるように、水平調整機構３ａによりレンズホルダ２の水平位置（Ｘ，Ｙ方向）を調整する（シフト調整）。従って、この調整により、レンズホルダ２の中心軸２ｅがスピンドル４の回転軸４ｂと一致した状態となる。
【００３７】
以上の調整の後、図１に示すように、被検レンズ１をレンズホルダ２の上面２ｃ上に載置し、中空孔２ｂ、３ｃ、４ａを通じて吸着保持する。これにより、被検レンズ１のレンズホルダ２側のレンズ面１ｂの曲率中心は、理論的に常にスピンドル４の回転軸４ｂ上に設定される。
【００３８】
次に、スピンドル４を回転駆動し、回転する被検レンズ１のレンズ面１ａにスピンドル４の回転軸４ｂに沿って偏心測定部５からレーザ光５ａを照射し、被検レンズ１のレンズ面１ａの偏心量を偏心測定部５の光位置検出素子１７上に結像した点像の移動量から求める。そして、この点像が動かなくなるように、指または図示しない治具等により被検レンズ１の傾きをレンズホルダ２上で調整する。この調整により、スピンドル４の回転軸４ｂと、レンズホルダ２の中心軸２ｅと、被検レンズの光軸（レンズ面１ａ及び１ｂの曲率中心を結んだ軸）とが一直線上に並んだ状態になる。
【００３９】
この状態で、図１に示すように、スピンドル４を回転駆動して被検レンズ１を被検レンズ１の光軸回り、即ちスピンドル４の回転軸４ｂ、レンズホルダ２の中心軸２ｅ回りに回転させながら、振れ測定部７の接触子７ａを被検レンズ１の外周面１ｃに接触させることにより、被検レンズ１の外径偏心（光軸に対する外径心の振れ）を測定する。
【００４０】
このような実施の形態では、レンズホルダ２自体に一体的に基準部２ａを設けているため、従来のように平行平面基盤や基準球を用いる必要がなく、レンズホルダ２の取り付け位置調整を行うことができる。しかも、基準部２ａがレンズホルダ２に形成されているため、被検レンズ１が微小となり、これに伴ってレンズホルダ２が微小となっても、精度の高い調整を行うことができ、しかも短時間での調整を行うことができる。また、平行平面基盤や基準球などのように取り付け取り外しを行う必要がないため、調整を簡単に行うことができると共に短時間での調整が可能となり、保守管理も容易となる。
【００４１】
（実施の形態２）
図５及び図６は、本発明の実施の形態２を示し、図５は実施の形態２に用いるレンズホルダ２の平面図、図６はその部分破断正面図である。
【００４２】
この実施の形態では、レンズホルダ２における基準部２ａがレンズ受け部（上面２ｃ）に対してチルト・シフト方向に着脱調整可能となるものである。すなわち、図６に示すように、レンズホルダ２においては、レンズ偏心測定装置に取り付ける際の基準となる基準部２ａが別体となっている。
【００４３】
基準部２ａは、あおり調整が可能なあおり調整板２１と、スピンドル４の回転軸４ｂと直交した水平方向調整が可能な水平方向調整板２４とを有している。これらの調整板２１，２４は、重ね合わせられた状態となっているが、それぞれが独立して調整可能となっている。
【００４４】
あおり調整板２１は、等間隔で円周方向の複数箇所（３箇所）に設けられた雌ねじ部２３ａにねじ込まれた突っ張り用ねじ２３と、同様に等間隔で円周方向の複数箇所（３箇所）に設けられた孔２１ａを通じて水平方向調整板２４に設けられた雌ねじ部２４ａにねじ込まれた押さえ用ねじ２２とにより、水平方向調整板２４に対するあおり調整が可能となっている。すなわち、突っ張り・引っ張り機構によってあおりを調整するものである。
【００４５】
一方、水平方向調整板２４は、その板厚の円周方向に等間隔で複数箇所（３箇所）に設けられた雌ねじ部２５ａにねじ込まれた突っ張り用ねじ２５により、レンズホルダ２の中心軸２ｅに対して直交する方向に調整される。すなわち、図６において、レンズホルダ２の上端面２ｃに対して水平方向での移動調整を行うものである。
【００４６】
このような実施の形態では、あおり調整板２１の上面２１ｂがレンズホルダ２のレンズ受け部である上端面２ｃに対して平行となると共に、あおり調整板２１の側面２１ｃがレンズホルダ２の中心の中空孔２ｂに対して同軸となるように基準部２ａをレンズホルダ２に組み付け調整する。そして、このレンズホルダ２を実施の形態１と同様に、取付部６に対し雄ねじ部２ｄにより取り付け、あおり調整板２１の上面２１ｂ及びあおり調整板２１の側面２１ｃに振れ測定部７の接触子７ａを接触させ、スピンドル４を回転させた際に振れがないよう実施の形態１と同様に調整を行う。
【００４７】
この調整の後、被検レンズ１をレンズホルダ２の上面２ｃ上に載置し、中空孔２ｂ、３ｃ、４ａを通じて吸着保持して被検レンズの偏心測定を行う。この偏心測定は実施の形態１と同様にして行われる。
【００４８】
このような実施の形態２では、実施の形態１と同様な作用効果を有するのに加えて、基準部２ａをレンズホルダ２に組み付け調整可能な構造となっているため、レンズホルダ２自体を高精度に加工する必要がなくなり、その作製が簡単となって安価に製作することができる。また、経時変化等に対しても再調整・交換が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態１におけるレンズ偏心測定装置の全体正面図である。
【図２】実施の形態１のレンズホルダの部分破断正面図である。
【図３】実施の形態１でのあおり調整を説明する部分正面図である。
【図４】実施の形態１での水平調整を説明する部分正面図である。
【図５】実施の形態２のレンズホルダの平面図である。
【図６】実施の形態２のレンズホルダの部分破断正面図である。
【図７】従来のレンズ偏心測定装置の斜視図である。
【図８】従来のレンズ偏心測定装置におけるあおり調整を説明する断面図である。
【図９】従来のレンズ偏心測定装置におけるシフト調整を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  被検レンズ
２  レンズホルダ
２ａ  基準部
２ｃ  レンズホルダの上端面（レンズ受け部）
２ｅ  レンズホルダの中心軸
３  位置調整手段
３ａ  水平調整機構（移動機構）
３ｂ  あおり調整機構
４  スピンドル（回転駆動機構）
４ｂ  スピンドルの回転軸
５  偏心測定部
７  振れ測定部
【図１】
2005308560.tif 000003
【図２】
2005308560.tif 000004
【図３】
2005308560.tif 000005
【図４】
2005308560.tif 000006
【図５】
2005308560.tif 000007
【図６】
2005308560.tif 000008
【図７】
2005308560.tif 000009
【図８】
2005308560.tif 000010
【図９】
2005308560.tif 000011