(57)【要約】【課題】微小軽量なレンズも高精度に偏心が測定できるようにすること。【解決手段】レンズホルダに保持した被検レンズ１を回転させた際に、被検レンズの外周面１ｂの振れ量を検出する外周振れ検出手段８を、上記被検レンズの外周面に接触する接触部１１ａ−１を備えたプローブ１１と、該プローブの接触部を被検レンズ１外周面１ｂに接触させた状態で該プローブの位置情報を得るレーザ変位計１２と、該プローブの接触部を被検レンズの外周面に加圧状態で接触させるマイクロメータステージ１３とから構成し、上記プローブを、上記接触部と上記レーザ変位計からの測定光を反射する反射面１１ａ−２とを有する応動部１１ａと、上記マイクロメータステージへ取り付ける基部１１ｂと、上記応動部と基部との間に設けられた弾性変形可能な変形部１１ｃとから構成する。【選択図】      図１
2005127839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検レンズを吸着保持する保持部を被検レンズの光軸回りに回転させる回転機構と、
前記保持部の回転と同期して駆動し、被検レンズの回転角度位置を検出する回転角測定機構と、
前記保持部に保持した被検レンズを回転させた際に、被検レンズの外周面の振れ量を検出する外周振れ検出機構と、
前記回転角測定機構で検出された被検レンズの回転角度位置のデータと、前記外周振れ検出機構で検出された被検レンズの外周振れ量のデータとに基づいて、前記被検レンズの偏心量を演算処理する演算部と、
を具備するレンズ偏心測定装置であって、
前記外周振れ検出機構は、
被検レンズの外周面に接触する接触部を備えたプローブと、
該プローブの接触部を被検レンズの外周面に接触させた状態で該プローブの位置情報を得る光学式測定装置と、
該プローブの接触部を被検レンズの外周面に加圧状態で接触させる加圧機構と、
からなり、
前記プローブは、
被検レンズに接触する接触部と前記光学式測定装置からの測定光を反射する反射面とを有する応動部と、
前記加圧機構へ取り付ける基部と、
前記応動部と基部との間に設けられた弾性変形可能な変形部と、
を有する、
ことを特徴とするレンズ偏心測定装置。
【請求項２】
前記プローブの応動部と基部との間に設けられた変形部は、その一端が前記応動部に、他端が前記基部に固定され、被検レンズの光軸と直交する方向に間隔をあけて平行に配置された一対の板片からなることを特徴とする請求項１に記載のレンズ偏心測定装置。
【請求項３】
前記プローブの基部は、前記加圧機構に対し着脱自在で、且つ、取り付け時の位置決め部を有したことを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ偏心測定装置。
【請求項４】
前記外周振れ検出機構は、前記プローブと前記光学式測定装置と前記加圧機構とを一体で被検レンズの光軸に対し上下左右に移動させるための移動機構を備えていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のレンズ偏心測定装置。
【請求項５】
前記応動部の接触部が平面形状であり、被検レンズの外周面に線接触することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のレンズ偏心測定装置。
【請求項６】
前記応動部の接触部が球面形状であり、被検レンズの外周面に点接触することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のレンズ偏心測定装置。
【請求項７】
被検レンズの被検面に前記保持部の回転軸に沿って光を照射し、その被検レンズの被検面から反射された光のスポット像の位置を検出するスポット位置検出機構と、
前記保持部に保持された被検レンズの曲率中心位置を、前記スポット位置検出機構での観察結果に基づき、前記保持部の回転軸に近づけるように被検レンズを移動させる位置調整機構と、
を更に具備することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに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、レンズの偏心測定装置に関し、特に、微小径球面レンズの光軸に対する外周面の中心軸の横ずれ量をサブミクロン（μｍ）精度で測定可能なレンズ偏心測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
研磨、心取り完了後の球面レンズは、厳密には光軸（一面の曲率中心と他面の曲率中心とを結ぶ線）と外径心（外周面の中心を通る線）とに、わずかながら偏心と称する横ずれを有する。このずれ量を測定検査することはレンズ製造上重要である。
【０００３】
そのような測定検査のために、被検レンズをレンズ偏心測定装置のレンズ保持部に取り付けた際に、その被検レンズの光軸と上記レンズ保持部の回転軸との間で傾きが生じ、上述の横ずれと合算されたずれを生ずる。従って、横ずれのみを独立して測定することは困難である。そこで、既知のレンズ偏心測定装置は、何れも、上記レンズの傾きを修正（即ち、光軸と回転軸が一致するようにセッティングずれを修正）した後に、横ずれを測定するものとなっている。従来のレンズ偏心測定装置の代表的な例を以下に示す。
【０００４】
［第１従来例］  
従来より、横ずれを測定する手段に接触式測長器を用いたものとして、図９に示すような構成のレンズ偏心測定装置が知られている。即ち、かかるレンズ偏心測定装置においては、被検レンズ１０１は、レンズ保持部としてのレンズホルダ１０２の上に置かれるもので、それら被検レンズ１０１及びレンズホルダ１０２は、回転スピンドル１０３上にあり、該回転スピンドル１０３は駆動モータ１０４によりベルト１０５を介して回転するようになっている。上記レンズホルダ１０２及び回転スピンドル１０３は同軸上にあって、それらの中心部は中空になっており、被検レンズ１０１を真空吸着できる。被検レンズ１０１の上方には、被検レンズ１０１の表面に向けて投射した光の反射光により、被検レンズ１０１の光軸の傾きを測定する光軸測定装置１０６があり、被検レンズ１０１の表面の曲率中心位置により、この光軸測定装置１０６のピント調整をする為、光軸方向に可動となっている。また、被検レンズ１０１が回転した時の外径の振れ量を測定する手段として、ダイヤルゲージ或いはピックテスタ等の測長器１０７が配置されている。この測長器１０７は、被検レンズ１０１の外径の大きさによって位置調整の必要がある為、水平方向に可動となっている。
【０００５】
次に、その作用を説明する。被検レンズ１０１をレンズホルダ１０２にセットした後、光軸測定装置１０６で測定しながら、被検レンズ１０１を回転させても被検レンズ１０１の表面からの反射光のスポット中心即ち反射心が動かないように、測定者は手で被検レンズ１０１の傾きを調整する。これにより、被検レンズ１０１の光軸がレンズホルダ１０２及び回転スピンドル１０３の回転軸に一致する。
【０００６】
その後、被検レンズ１０１をレンズホルダ１０２に真空吸着して保持する。この状態で被検レンズ１０１を回転させれば、外形の中心軸が光軸と一致していない場合（即ち、横ずれがある場合）、測長器１０７の針が被検レンズの回転によって横ずれ量の２倍となって振れる。即ち、測長器１０７の振れ量が光軸に対する外形の振れ量となって検出される。
【０００７】
［第２従来例］  
また、横ずれを測定する手段に非接触式測長器を用いたレンズ偏心測定装置も各種提案されている。例えば、特許文献１には、図１０に示すように、非接触式測長器として光学式測定装置１５１を使用したレンズ偏心測定装置が開示されている。ここで、横ずれの測定手段以外の装置構成は上記第１従来例と同様なので説明を省略する。このレンズ偏心測定装置では、非接触測定を行うため、レンズ外径の接線方向即ち被検レンズ１０１の外周面に接する接線の方向にそれぞれ配置した光源１５２と受光装置１５３とを備え、それら光源１５２と受光装置１５３との間にスリット１５４を介在させて、被検レンズ１０１の回転に際してのレンズ外径位置の変化に伴う光量変化を受光量に変換させて偏心の測定を行うようになっている。
【０００８】
これにより、横ずれの測定手段をレンズ外形に接触せずに横ずれを正確に検出し、上記第１の従来例で測長器を接触させて測定ができないような小径のレンズであっても、測定時にレンズホルダ１０２上で被検レンズ１０１を動かすことが無く測定が可能となる。
【特許文献１】特公平５−３９５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来技術の課題を説明する。
【００１０】
即ち、上記第１従来例では、被検レンズ１０１は真空吸着によりレンズホルダ１０２に保持されるが、ダイヤルゲージ等の測長器１０７が接触式であり、そのバネ力が強いため、測定時に被検レンズ１０１がレンズホルダ１０２上で動いてしまう恐れがある。特に、外径寸法がφ５ｍｍ以下のような微小軽量なレンズの場合は、測定が出来ないという欠点があった。
【００１１】
また、上記第２の従来例では、外径振れ量の測定手段が光学式非接触方式であるために、レンズ外周面のような半透明・粗面を測定した場合に、その測定値に光の透過や回折等の影響を受け易く、測定精度は数ミクロン（μ）レベルであり、更に高精度となるサブミクロン（μｍ）での測定は難しかった。
【００１２】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、微小軽量なレンズであっても更に高精度に偏心が測定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】
上記の目的を達成するために、本発明の一態様によるレンズ偏心測定装置は、
被検レンズを吸着保持する保持部を被検レンズの光軸回りに回転させる回転機構と、
前記保持部の回転と同期して駆動し、被検レンズの回転角度位置を検出する回転角測定機構と、
前記保持部に保持した被検レンズを回転させた際に、被検レンズの外周面の振れ量を検出する外周振れ検出機構と、
前記回転角測定機構で検出された被検レンズの回転角度位置のデータと、前記外周振れ検出機構で検出された被検レンズの外周振れ量のデータとに基づいて、前記被検レンズの偏心量を演算処理する演算部と、
を具備するレンズ偏心測定装置であって、
前記外周振れ検出機構は、
被検レンズの外周面に接触する接触部を備えたプローブと、
該プローブの接触部を被検レンズの外周面に接触させた状態で該プローブの位置情報を得る光学式測定装置と、
該プローブの接触部を被検レンズの外周面に加圧状態で接触させる加圧機構と、
からなり、
前記プローブは、
被検レンズに接触する接触部と前記光学式測定装置からの測定光を反射する反射面とを有する応動部と、
前記加圧機構へ取り付ける基部と、
前記応動部と基部との間に設けられた弾性変形可能な変形部と、
を有する、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、微小軽量なレンズであっても更に高精度に偏心が測定可能なレンズ偏心測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
［第１実施形態］  
（構成）  
図２及び図３に示されるように、本発明の第１実施形態に係るレンズ偏心測定装置は、偏心測定のために載置する被検レンズ１を上端のレンズ受け部２ａに吸着保持可能なように、その中心部が中空に形成されたレンズホルダ２と、このレンズホルダ２のレンズ受け部２ａの回転中心軸線が、その回転軸２１と同軸になるように上記レンズホルダ２と一体的に配置され、中心部が被検レンズ１の吸着用のエアーを導入可能なように中空に形成され、且つ、ベアリング３ａ，３ｂによって内筒３ｃが上記回転軸２１を中心に回動自在である回転スピンドル３と、この回転スピンドル３を支持するスピンドル支持台２２ａと、上記回転スピンドル３の下方側に取り付けた従動側プーリ４ａ、ベルト４、及び駆動側プーリ４ｂを介して、上記回転スピンドル３を回転させる駆動モータ５と、を有する。
【００１７】
また、上記回転スピンドル３の下方側に取り付けられた上記従動側プーリ４ａの下方には、上記回転スピンドル３の回転軸２１と同軸に取り付けられ、上記レンズホルダ２に保持される被検レンズ１の１回転中の回転角度位置を検出するためのロータリーエンコーダ６がある。
【００１８】
一方、上記レンズホルダ２に保持される被検レンズ１の上方には、上記回転スピンドル３の回転軸２１に沿って、内蔵した光源（図示省略）から被検レンズ１の被検面１ａに向けて光を照射し、その被検面１ａのＲの大きさにより一定量離れた位置に該光を集光させるようにハンドル７ａを回転操作して上下方向（Ｚ方向）に移動することでピント位置調整可能にされ、且つ、この被検面１ａから反射された反射光のスポット像の位置を測定して、反射光のスポット中心（即ち、反射心）を検出する光軸測定手段７がある。
【００１９】
また、上記レンズホルダ２に保持される被検レンズ１の側方には、上記スピンドル支持台２２ａに取り付けた逆Ｌ字形の台座２２ｂの上に、上記回転スピンドル３を回転させた際の被検レンズ１の外周面１ｂの位置（即ち、被検レンズ１の外周面１ｂの振れ量）を検出する外周振れ検出手段８が配置されている。
【００２０】
なお、上記光軸測定手段７を上下方向に移動する際の上記ハンドル７ａ及び案内ガイド７ｂは、上記スピンドル支持台２２ａの一端側に配置された不図示の台座に取り付けられている。
【００２１】
また、本実施形態に係るレンズ偏心測定装置は、上記駆動モータ５を制御し、且つ、上記ロータリーエンコーダ６で検出される回転スピンドル３（即ち、被検レンズ１）の回転角度位置のデータと、上記外周振れ検出手段８で検出される被検レンズ１の外周面１ｂの位置のデータとを演算処理して、被検レンズ１の偏心（即ち、光軸に対する外径心１ｃの横ずれ）を算出する演算部９と、上記光軸測定手段７により被検レンズ１の被検面１ａからの反射光として観察されるスポット像を写し、且つ、上記演算部９での算出結果を表示するモニタ１０と、を有している。
【００２２】
ここで、上記外周振れ検出手段８は、図１（Ａ）及び図３に示すように、被検レンズ１の外周面１ｂに、その先端側の接触部１１ａ−１（図１（Ｂ）参照）が低力量で接触する長尺なプローブ１１（該プローブ１１の構成の詳細については後述する）と、該プローブ１１の先端側の上記接触部１１ａ−１が被検レンズ１の外周面１ｂに接触した際に、この接触部１１ａ−１の反対側の背面（反射面１１ａ−２（図１（Ｂ）参照））に光源１２ａから測定光を照射するとともに該背面で反射される反射光を受光素子１２ｂで受光することにより、上記プローブ１１の接触部１１ａ−１を介して被検レンズ１の外周面１ｂの位置情報を得るための光学式測定器としてのレーザ変位計１２と、上記プローブ１１の先端側の接触部１１ａ−１の被検レンズ１への接触力量を調整（図３ではＸで示す左右方向）でき、且つ、外周面１ｂの厚み方向にプローブ１１の上記接触部１１ａ−１を移動可能（プローブ１１の接触高さ調整（図３ではＺで示す上下方向））なように、それぞれの方向にマイクロメータ１３ａ，１３ｂで移動調整自在にされて、加圧機構及び移動機構として機能するマイクロメータステージ１３と、を有している。そして、上記マイクロメータステージ１３上には、上記長尺なプローブ１１の基端側となる基部１１ｂ（図１（Ｂ）参照）を固着設置させるための取り付け部３２が突出して設けられている。
【００２３】
なお、上記レーザ変位計１２に取り付けられる光源１２ａと受光素子１２ｂとは、光源１２ａから射出される測定光が上記プローブ１１の反射面１１ａ−２で反射されて受光素子１２ｂに入射するように、レーザ変位計１２の一端面側に測定光の射出面及び入射面の成す角度が鋭角をなすように取り付けられている。
【００２４】
図１（Ｂ）は、上記長尺なプローブ１１の形状を示す斜視図である。このプローブ１１は、その先端側が、被検レンズ１の外周面１ｂの最外形部に接触可能なように、被検レンズ１の厚みよりＺ方向（上下方向）に大きい幅があり、且つ、接触面が平面である接触部１１ａ−１と、上記レーザ変位計１２からの測定光を反射する反射面１１ａ−２と、を有する応動部１１ａとして構成されている。また、その基端側は、上記マイクロメータステージ１３上に設けられた上記取り付け部３２に固着設置される基部１１ｂとして構成される。そして、それら応動部１１ａと基部１１ｂとの間は、被検レンズ１を回転させた際に被検レンズ１の外周面１ｂの振れに追従しつつ、常に接触するようにした板片形状の弾性変形可能な変形部１１ｃとして構成されている。従って、この変形部１１ｃの変形量を小さくして先端側の接触部１１ａ−１を被検レンズ１の外周面１ｂに接触させた場合は、被検レンズ１への接触力量が小さくできる（即ち、変形部１１ｃの板片のばね力を小さくする）ことになり、この接触力量の調整は、外周面１ｂに対して接触部１１ａ−１を移動調整させるマイクロメータ１３ａにより、マイクロメータステージ１３を移動させて行うようになっている。
【００２５】
なお、上記プローブ１１の応動部１１ａには、ガラスや金属やセラミック等の表面が鏡面仕上げされた小片の板状部材が用いられる。この場合、接触部１１ａ−１と反射面１１ａ−２の厚み方向の平行性が高く、反射面１１ａ−２は反射率の高いものが好ましい。また、表面の反射特性を向上させるコーティングを施したものでも良い。
【００２６】
また、上記変形部１１ｃに使用する材料としては、ばね鋼やその他の金属からなり、弾性的に変形可能なものが用いられる。板片の形状としては、その厚み方向に対しては弾性的な変形が容易であるとともに、厚み方向以外には変形し難く、また、ねじれ難い形状をしているものが好ましい。具体的には、長方形型や台形型をしたものが用いられる。また、板片の一部に、軽量化や変形特性を調整するための孔や切り欠き、あるいは溝を設けても良い。
【００２７】
本実施形態では、上記応動部１１ａには、接触部１１ａ−１が鏡面研磨され、反射面１１ａ−２として鏡面研磨した後にアルミ蒸着コートが施された平面ミラー（厚さ：０．５ｍｍ）を用い、基部１１ｂとしては、ステンレス製の金属片を用い、変形部１１ｃとして１枚の弾性変形可能な薄い長方形型のステンレス製のばね鋼材（厚さ：０．１ｍｍ）を用いている。
【００２８】
（作用）  
次に、上記のような構成の本実施形態に係るレンズ偏心測定装置の作用を説明する。
【００２９】
まず、被検レンズ１（外径寸法：３ｍｍ以下）をレンズホルダ２のレンズ受け部２ａに、その被検面１ａが上側になるように吸着保持させる。保持した被検レンズ１の大きさ（被検面１ａの曲率半径と厚み）により被検面１ａの高さが異なるので、ハンドル７ａを回転させて光軸測定手段７を回転スピンドル３の回転軸２１に沿って上下させ、光軸測定手段７から照射された光の反射光のスポット中心、即ち反射心が観察可能な高さへと調整を行う。勿論、この調整は、被検レンズ１が複数あっても、その被検レンズ１の被検面１ａの曲率半径と厚みが同じに定まっている時には、必要がないものとなる。
【００３０】
その後に、駆動モータ５により回転スピンドル３をその回転軸２１回りに回転させる。
【００３１】
図４（Ａ）に示すように、レンズホルダ２上の被検レンズ１に傾きがある場合には、光軸測定手段７により観察されるスポット像を写すモニタ１０には、被検面１ａの反射心に対応する反射スポット（反射心１０ａ）が回転スピンドル３の回転軸２１、即ちレンズホルダ２の回転軸に対して円状の軌跡（反射スポット軌跡１０ｂ）を有して観察される。そこで、この反射心１０ａがそのような円状の軌跡を有さないよう、即ち反射心が動かなくなるように、モニタ１０にて観察しながら、測定者が手で被検レンズ１の傾きをレンズホルダ２上で調整する。
【００３２】
なお、被検面１ａの反射心１０ａを調整する際の目標とする中心位置（図４（Ｂ）：回転中心１０ｃ）は、図４（Ａ）で示す調整前の反射心１０ａの円状に動く反射スポット軌跡１０ｂを基に、被検レンズ１の移動方向と移動量とを演算部９にて演算処理して求めても良い。
【００３３】
これにより、被検レンズ１の光軸が回転スピンドル３の回転軸２１に一致する（以下、この作業を「調心」と称する）。
【００３４】
次に、マイクロメータ１３ａ，１３ｂを操作してマイクロメータステージ１３を上下左右に移動調整し、取り付け部３２に取り付けたプローブ１１を移動させ、プローブ１１の応動部１１ａの接触部１１ａ−１を、その変形部１１ｃの弾性変形により被検レンズ１の外周面１ｂに所定量加圧された状態で接触させる。この接触により、接触部１１ａ−１と被検レンズ１の外周面１ｂとは、線接触することになる。なお、その加圧された状態で接触させるときの応動部１１ａの移動量ｈは、図１（Ｃ）に示すように、被検レンズ１の外周面１ｂの振れ量の加工精度にもよるが、変形部１１ｃが無負荷状態のとき（図１（Ｃ）で２点鎖線で示す）に比して、ｈは１００ミクロン以下が望ましく、本実施形態では８０ミクロンで設定した。
【００３５】
この状態で、上記回転スピンドル３を回転させれば、被検レンズ１の外周面１ｂの中心軸が上記回転スピンドル３の回転軸２１（＝光軸）と一致していない場合（即ち、横ずれがある場合）、又は外周面１ｂの形状が真円で無い場合には、応動部１１ａが被検レンズ１の回転によって振れ動き、レーザ変位計１２にて反射面１１ａ−２からの測定反射光としてその振れ量が読み取られる。
【００３６】
この振れ量のデータと、被検レンズ１（＝回転スピンドル３）の回転の際にロータリーエンコーダ６で検出した回転角度データとを、グラフ化すると図５（Ａ）のようになる。
【００３７】
そして更に、演算部９にて、最小二乗法により、測定データ（振れ量のデータと回転角度データ）を、以下の（１）式へのフィッティング処理を行い、レンズ偏心：δ（（２）式）を算出する。
【数１】
2005127839.tif 000003
【００３８】
図５（Ｂ）は、そのようにして図５（Ａ）の測定データから演算部９にて算出されたフィッティング線のイメージ図であり、算出されるレンズ偏心はフィッティング線（Ｓｉｎカーブ）の振幅の１／２である。
【００３９】
（効果）  
本実施形態での外周振れ検出手段８によれば、被検レンズ１の素材や外周面１ｂの加工状態によらず、測定時の測定面状態をプローブ１１の応動部１１ａを用いて一定にすることで外周振れ量を高精度に測定でき、且つ、プローブ１１の接触部１１ａ−１を平面形状とし、被検レンズ１の外周面１ｂと線接触させたことで被検レンズ１の外周面１ｂの厚み方向の最外径の測定を１回の測定で行うことができる。
【００４０】
［第２実施形態］  
本発明の第２実施形態は、図６に示すように、上記第１実施形態における外周振れ検出手段８の構成が異なり、また第１実施形態において人の手で行っていた調心作業を調心機構３１を用いて行うようにし、なお且つレンズホルダ２を回転スピンドル３から着脱可能にしたものである。
【００４１】
以下、上記第１実施形態と異なる部分についての説明を中心に、本第２実施形態に係るレンズ偏心測定装置の説明を行う。
【００４２】
（構成）  
ここで、図６は、本発明の第２実施形態に係るレンズ偏心測定装置の構成を説明するためにその一部を断面として示した説明図である。また、図７は、外周振れ検出機構を示しており、図８は、プローブの形状及び被検レンズに接触した時のプローブの状態を示している。
【００４３】
図８に示すように、本実施形態でのプローブ１１は、応動部１１ａの被検レンズ１への接触部１１ａ−１に半球状の突起１１ｄを設け、被検レンズ１の外周面１ｂへの接触時に点あたりでの点接触をするようにしている。また、このプローブ１１の基部１１ｂには、図７に示すようなマイクロメータステージ１３上に設けられたＬ字状の取り付け部３２に対し、ビス固定可能なように孔１１ｂ−１が設けられている。そして、取り付け部３２に設けられた溝３２ａに基部１１ｂの外形が位置決め部として嵌り込んだ状態で、ビス３２ｂにより該基部１１ｂが取り付け部３２に対して着脱可能に固定されるようになっている。即ち、プローブ１１を、被検レンズ１のサイズ等（外径寸法や外周面の厚さ等の大きさ）に合わせて交換することができるように構成されている。この取り付け部３２は、ビス３２ｃによりマイクロメータステージ１３に取り付けられる。また、プローブ１１の変形部１１ｃは、応動部１１ａと基部１１ｂとを連結するように平行に配置された同一の厚みの２枚の薄板（厚さ：２０ミクロン）で連結して構成されている。即ち、２枚の平行な板ばねで構成されている。
【００４４】
また、図７に示すように、本実施形態での外周振れ検出手段８を取り付ける台座１６ａは、プローブ１１、レーザ変位計１２、マイクロメータステージ１３及び取り付け部３２を、被検レンズ１に対して一体的に移動させるように、具体的には、被検レンズ１の径方向にプローブ１１の接触部１１ａ−１を前後動（Ｘ方向）させるとともに、回転スピンドル３の回転軸２１に添って上下動（Ｚ方向）させるように、ＸステージとＺステージとからなるＸＺステージ１６に取り付けられている。そして、このＸＺステージ１６は、上記第１実施形態で示した台座２２ｂ上に取り付けられている。
【００４５】
一方、調心機構３１は、図６及び図８に示すように、プローブ１１の応動部１１ａに対し、被検レンズ１を挟んで対向する位置に設置され、被検レンズ１の外周面１ｂを押す先端が細い（先端径：０．５ｍｍ）棒状の押し部材３１ａと、該押し部材３１ａの本体３１ｃを取り付けて該本体３１ｃを介して上記押し部材３１ａを被検レンズ１の径方向（Ｘ方向）に前後動させるＸステージ３１ｂとから構成されている。このＸステージ３１ｂは、上下方向（Ｚ方向）に高さ調整自在なように、支持部材（図示せず）を介して上記第１実施形態で示したスピンドル支持台２２ａ上に取り付けられている。
【００４６】
また、本実施形態では、回転スピンドル３からのレンズホルダ２の着脱が可能なように、回転スピンドル３の内筒３ｃの上部には、嵌合凹部３ｄと雌ねじ部３ｅとが設けられている。そして、レンズホルダ２の下部には、当該レンズホルダ２を回転スピンドル３へ取り付け時に、レンズホルダ２の回転中心軸線が回転スピンドル３の回転軸２１と一致するように該嵌合凹部３ｄに精度良く嵌合可能な嵌合凸部２ｂと、上記回転スピンドル３の雌ねじ部３ｅと締結される雄ねじ部２ｃとが設けられている。
【００４７】
（作用）  
次に、上記のような構成の本実施形態に係るレンズ偏心測定装置の作用を説明する。
【００４８】
まず、上記第１実施形態と同様に、被検レンズ１（外径：３ｍｍ以下）をレンズホルダ２上にセットし、回転スピンドル３を回転させた際に、光軸測定手段７にて観察される被検面１ａの反射心が動かなくなるように、モニタ１０にて観察しながら調整する。この際、本実施形態では、調心機構３１のＸステージ３１ｂを操作して、押し部材３１ａを前後動させ、押し部材３１ａにより被検レンズ１の外周面１ｂを押し、被検レンズ１のレンズホルダ２上での傾きを調整する。なお、光軸測定手段７の高さ調整や被検面１ａの反射心が動かなくなるように調整する際の目標とする中心位置の算出は、上記第１実施形態と同様である。これにより、被検レンズ１の光軸が回転スピンドル３の回転軸２１に一致する。
【００４９】
次に、図６及び図８に示すように、上記第１実施形態同様、マイクロメータステージ１３を上下左右に移動調整の操作をして、プローブ１１の応動部１１ａの接触部１１ａ−１に設けられた突起１１ｄが、被検レンズ１の外周面１ｂに所定量加圧された状態で接触するようにプローブ１１を移動させる。本実施形態では、被検レンズ１の外周面１ｂにプローブ１１の突起１１ｄが加圧されて接触した状態では、変形部１１ｃが無負荷状態のときに比して、ｈ＝１５０ミクロンで設定した。（なお、本実施形態では、変形部１１ｃを２枚の平行な板ばねで構成したことで、上記第１実施形態と比べて、変形部１１ｃが薄い材料のもので構成しても、無負荷状態のときの応動部１１ａの傾きを生じにくくすることができ、結果、同一の接触力量に対し接触量を多くすることができる。または、同一の接触量に対し、接触力量を小さくすることができる。）
なお、本実施形態においては、外径サイズや厚みが異なる複数の被検レンズ１を測定する際に、予めＸＺステージ１６により外周振れ検出手段８を移動させることで測定を行う。
【００５０】
以下、上記第１実施形態と同様に、被検レンズ１の外周面１ｂの振れ量を測定し、レンズ偏心を算出する。なお、本実施形態においては、接触部１１ａ−１の被検レンズ１への接触が、突起１１ｄによる点接触となっているため、外周面１ｂへの接触する各高さでの振れ量測定となる。
【００５１】
また、測定する被検レンズ１の外径サイズに応じてレンズ受け部２ａの形状を変化させたレンズホルダ２を回転スピンドル３から着脱交換することで、被検レンズ１の外径サイズに最適な吸着保持状態での測定を行う。
【００５２】
（効果）  
本実施形態によれば、プローブ１１の変形部１１ｃに平行な板ばねの機構を用いることで、被検レンズ外周面１ｂにプローブ１１の接触部１１ａ−１が接触したときの応動部１１ａの傾き（倒れ）がなくなり、上記第１実施形態で示したプローブと比較してレーザ変位計１２にて読み取られる外周振れ量がより高精度に測定ができる（プローブ１１の応動部１１ａの変位量が被検レンズ１の外周振れ量の大小にかかわらず、常に振れ量に対して１：１になるので）。
【００５３】
また、プローブ１１の変形部１１ｃとして一対の平行な板ばねを用いることで、変形部１１ｃの座屈を生じさせず接触力量を小さくすることが可能となり、レンズホルダ２上での被検レンズ１の吸着力が小さくできることになり、接触力量が大きなプローブでは測定が困難であった微小径レンズに対しても測定を行うことができる。
【００５４】
更に、レンズホルダ２上での被検レンズ１を調心させるための調心機構３１を設けることにより、測定者の手、つまり指での調心作業が困難な微小径の被検レンズ１に対しても、容易に調心を行えるようになる。
【００５５】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【００５６】
例えば、第２実施形態で説明したような調心機構３１を、第１実施形態に係るレンズ偏心測定装置に適用することも可能である。
【００５７】
また、第２実施形態で説明したようなプローブ１１の変形部１１ｃ及び基部１１ｂと、第１実施形態のプローブ１１の先端側の板片形状の接触部１１ａ−１と、を組み合わせたプローブとし、この組み合わせプローブの基部１１ｂを第２実施形態のＬ字状の取り付け部３２に対し着脱自在にビス固定すると共に、この取り付け部３２を第１実施形態の取り付け部３２あるいはマイクロメータステージ１３に固定保持しても良いものである。
【００５８】
（付記）
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。
【００５９】
（１）  被検レンズを吸着保持する保持部を被検レンズの光軸回りに回転させる回転機構と、
上記保持部の回転と同期して駆動し、被検レンズの回転角度位置を検出する回転角測定機構と、
上記保持部に保持した被検レンズを回転させた際に、被検レンズの外周面の振れ量を検出する外周振れ検出機構と、
上記回転角測定機構で検出された被検レンズの回転角度位置のデータと、上記外周振れ検出機構で検出された被検レンズの外周振れ量のデータとに基づいて、上記被検レンズの偏心量を演算処理する演算部と、
を具備するレンズ偏心測定装置であって、
上記外周振れ検出機構は、
被検レンズの外周面に接触する接触部を備えたプローブと、
該プローブの接触部を被検レンズの外周面に接触させた状態で該プローブの位置情報を得る光学式測定装置と、
該プローブの接触部を被検レンズの外周面に加圧状態で接触させる加圧機構と、
からなり、
上記プローブは、
被検レンズに接触する接触部と上記光学式測定装置からの測定光を反射する反射面とを有する応動部と、
上記加圧機構へ取り付ける基部と、
上記応動部と基部との間に設けられた弾性変形可能な変形部と、
を有する、
ことを特徴とするレンズ偏心測定装置。
【００６０】
（対応する実施形態）  
この（１）に記載のレンズ偏心測定装置に関する実施形態は、第１及び第２実施形態が対応する。ここで、上記保持部はレンズホルダ２に、上記回転機構は回転スピンドル３，従動側プーリ４ａ，ベルト４，駆動側プーリ４ｂ，及び駆動モータ５に、上記回転角測定機構はロータリーエンコーダ６に、上記外周振れ検出機構は外周振れ検出手段８に、上記演算部は演算部９に、それぞれ対応するものである。また、上記プローブはプローブ１１に、上記光学式測定装置はレーザ変位計１２に、上記加圧機構はマイクロメータステージ１３に、上記応動部は応動部１１ａに、上記接触部は接触部１１ａ−１に、上記反射面は反射面１１ａ−２に、上記基部は基部１１ｂに、上記変形部は変形部１１ｃに、それぞれ対応するものである。
【００６１】
（作用効果）  
この（１）に記載のレンズ偏心測定装置によれば、外周振れ検出機構のプローブの応動部の接触部を低圧力で被検レンズの外周面に接触させ、該応動部に形成した反射面で測定するようにしたので、測定時の測定面状態を一定にできることで、被検レンズの外周振れ量を高精度に測定することが可能となり、レンズ偏心をサブミクロン（μｍ）精度で測定することができる。
【００６２】
（２）  上記プローブの応動部と基部との間に設けられた変形部は、その一端が上記応動部に、他端が上記基部に固定され、被検レンズの光軸と直交する方向に間隔をあけて平行に配置された一対の板片からなることを特徴とする（１）に記載のレンズ偏心測定装置。
【００６３】
（対応する実施形態）  
この（２）に記載のレンズ偏心測定装置に関する実施形態は、第２実施形態が対応する。
【００６４】
（作用効果）  
この（２）に記載のレンズ偏心測定装置によれば、プローブの変形部に、間隔をあけて平行に配置された一対の板片の構成（即ち、いわゆる平行板ばねの原理）を用いることにより、プローブの接触部のレンズ外周面への接触加圧時に光学式測定装置に対する応動部の傾き（ねじれ）が生じにくくなり、外周振れ量が大きな被検レンズであっても光学式測定装置での測定値に誤差か乗りにくく、結果レンズ偏心を高精度に測定することができる。
【００６５】
（３）  上記プローブの基部は、上記加圧機構に対し着脱自在で、且つ、取り付け時の位置決め部を有したことを特徴とする（１）または（２）に記載のレンズ偏心測定装置。
【００６６】
（対応する実施形態）  
この（３）に記載のレンズ偏心測定装置に関する実施形態は、第２実施形態が対応する。ここで、上記位置決め部は、取り付け部３２の溝３２ａ及び基部１１ｂの外形に対応するものである。
【００６７】
（作用効果）  
この（３）に記載のレンズ偏心測定装置によれば、外周振れ検出機構からのプローブの着脱を可能にすることで、被検レンズのサイズに応じた適正な接触力量のプローブで各測定を行うことができ、またプローブ破損時等のメンテナンス性も向上する。
【００６８】
（４）  上記外周振れ検出機構は、上記プローブと上記光学式測定装置と上記加圧機構とを一体で被検レンズの光軸に対し上下左右に移動させるための移動機構を備えていることを特徴とする（１）乃至（３）の何れかに記載のレンズ偏心測定装置。
【００６９】
（対応する実施形態）  
この（４）に記載のレンズ偏心測定装置に関する実施形態は、第２実施形態が対応する。ここで、上記移動機構はＸＺステージ１６に対応するものである。
【００７０】
（作用効果）  
この（４）に記載のレンズ偏心測定装置によれば、被検レンズの外径サイズの違いに併せて外周振れ検出機構を一体で移動させることにより、測定時のプローブの接触力量を変化させること無く、外周振れ量の測定幅（光学式測定装置の測定範囲）を全ての被検レンズで同じにした測定をすることが可能となる。
【００７１】
（５）  上記応動部の接触部が平面形状であり、被検レンズの外周面に線接触することを特徴とする（１）乃至（４）の何れかに記載のレンズ偏心測定装置。
【００７２】
（対応する実施形態）  
この（５）に記載のレンズ偏心測定装置に関する実施形態は、第１実施形態、及び第１実施形態と第２実施形態の応用が対応する。
【００７３】
（作用効果）  
この（５）に記載のレンズ偏心測定装置によれば、プローブの被検レンズへの接触面を平面形状にすることで、測定時に被検レンズの外周厚みの全域にプローブの接触面を配置させることができ、１回の測定で被検レンズの外周面の光軸に直交する最大外周振れの測定を行うことができる。
【００７４】
（６）  上記応動部の接触部が球面形状であり、被検レンズの外周面に点接触することを特徴とする（１）乃至（４）の何れかに記載のレンズ偏心測定装置。
【００７５】
（対応する実施形態）  
この（６）に記載のレンズ偏心測定装置に関する実施形態は、第２実施形態が対応する。ここで、球面形状は突起１１ｄに対応するものである。
【００７６】
（作用効果）  
この（６）に記載のレンズ偏心測定装置によれば、プローブの被検レンズヘの接触面を球面形状にすることで、被検レンズの外周面の光軸に直交する任意の高さの外周振れ測定を行うことができ、また測定時にプローブを光軸と平行に上下動させれば外周面のスパイラル状の測定が行え、３次元形状を測定することができる。
【００７７】
（７）  被検レンズの被検面に上記保持部の回転軸に沿って光を照射し、その被検レンズの被検面から反射された光のスポット像の位置を検出するスポット位置検出機構と、
上記保持部に保持された被検レンズの曲率中心位置を、上記スポット位置検出機構での観察結果に基づき、上記保持部の回転軸に近づけるように被検レンズを移動させる位置調整機構と、
を更に具備することを特徴とする（１）乃至（６）の何れかに記載のレンズ偏心測定装置。
【００７８】
（対応する実施形態）  
この（７）に記載のレンズ偏心測定装置に関する実施形態は、第１及び第２実施形態が対応する。ここで、上記スポット位置検出機構は光軸測定手段７に、上記位置調整機構は調心機構３１に、それぞれ対応するものである。
【００７９】
（作用効果）  
この（７）に記載のレンズ偏心測定装置によれば、被検レンズの保持部上での光軸心だし調整を位置調整機構にて行うことにより、指等での作業が非常に難しい微小径レンズにおいても、心だし調整作業を素早く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態に係るレンズ偏心測定装置における外周振れ検出機構を示す斜視図、（Ｂ）はプローブの形状を示す斜視図であり、（Ｃ）は被検レンズにプローブが接触した時のプローブの状態を説明するための図である。
【図２】第１実施形態に係るレンズ偏心測定装置の構成を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態に係るレンズ偏心測定装置の構成を説明するためにその一部を断面として示した説明図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ光軸測定手段により被検レンズの表面を観察した時に、被検レンズの表面で観察されるスポット像の反射心調整前及び調整後のモニタ表示例を示す図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ第１実施形態に係るレンズ偏心測定装置により得られる被検レンズの外周振れデータをグラフ化したものである。
【図６】本発明の第２実施形態に係るレンズ偏心測定装置の構成を説明するためにその一部を断面として示した説明図である。
【図７】第２実施形態に係るレンズ偏心測定装置における外周振れ検出機構を示す斜視図である。
【図８】第２実施形態におけるプローブの形状及び被検レンズに接触した時のプローブの状態を示す図である。
【図９】第１従来例に係るレンズ偏心測定装置の構成を示す図である。
【図１０】第２従来例に係るレンズ偏心測定装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１…被検レンズ、  １ａ…被検面、  １ｂ…外周面、  １ｃ…外径心、  ２…レンズホルダ、  ２ａ…レンズ受け部、  ２ｂ…嵌合凸部、  ２ｃ…雄ねじ部、  ３…回転スピンドル、  ３ａ，３ｂ…ベアリング、  ３ｃ…内筒、  ３ｄ…嵌合凹部、  ３ｅ…雌ねじ部、  ４ａ…従動側プーリ、  ４ｂ…駆動側プーリ、  ５…駆動モータ、  ６…ロータリーエンコーダ、  ７…光軸測定手段、  ７ａ…ハンドル、  ８…外周振れ検出手段、  ９…演算部、  １０…モニタ、  １０ａ…反射心、  １０ｂ…反射スポット軌跡、  １１…プローブ、  １１ａ…応動部、  １１ａ−１…接触部、  １１ａ−２…反射面、  １１ｂ…基部、  １１ｂ−１…孔、  １１ｃ…変形部、  １１ｄ…突起、  １２…レーザ変位計、  １２ａ…光源、  １２ｂ…受光素子、  １３…マイクロメータステージ、  １３ａ，１３ｂ…マイクロメータ、  １６…ＸＺステージ、  １６ａ，２２ｂ…台座、  ２１…回転軸、  ２２ａ…スピンドル支持台、  ３１…調心機構、  ３１ａ…押し部材、  ３１ｂ…Ｘステージ、  ３１ｃ…本体、  ３２…取り付け部、  ３２ａ…溝、  ３２ｂ，３２ｃ…ビス。
【図１】
2005127839.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005127839.tif 000009
【図７】
2005127839.tif 000010
【図８】
2005127839.tif 000011
【図９】
2005127839.tif 000012
【図１０】
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