(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズの形状を測定するレンズの測定方法において、
円筒状の位置決め部材の内部に第１測定部材を嵌合させる工程と、前記位置決め部材の先端部と前記第１測定部材の先端部とをレンズに当接させ、前記位置決め部材の中心軸とレンズの光軸とを位置合わせし、その位置を測定器の基準位置とする工程と、前記第１測定部材を前記位置決め部材から取り外す工程と、前記位置決め部材の内部に先端部が円筒状の第２測定部材とを嵌合させる工程と、前記位置決め部材の先端部と前記第２測定部材の先端部とをレンズに当接させ、その位置と前記基準位置に基づいてレンズの形状を測定する工程とを有することを特徴とするレンズの測定方法。
【請求項２】
請求項１記載のレンズの測定方法を用いて、マスタレンズの形状を測定する工程と、前記位置決め部材の先端部と前記第２測定部材の先端部とをレンズに当接させ、その位置と前記マスタレンズの形状とに基づいてレンズの形状を測定する工程とを有することを特徴とするレンズの測定方法。
【請求項３】
レンズの形状を測定するレンズの測定装置において、
レンズに先端部を当接させることにより、レンズの光軸の位置合わせを行う筒状の位置決め部材と、該位置決め部材の内周面に嵌合させ、先端部をレンズに当接させる測定部材と、前記位置決め部材の先端部と前記測定部材の先端部とをレンズに当接させ、そのときの位置決め部材と測定部材との位置に基づいてレンズの形状を測定する測定器とを具備することを特徴とするレンズの測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ等の中心軸のある円形状の高精度な光学ガラス素子を精密測定する測定方法とその装置に関する。特にカメラ、顕微鏡等の光学機器の光学系レンズに使用される非球面レンズの形状評価に利用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レンズの測定方法には、光学工業技術協会資料’８９などに掲載されている曲率および球面度の検査方法がある。この検査方法は、リングスフェロメータを用いたニュートン原器との比較測定によるものである。まず、レンズの球面にリングスフェロメータのリングをクランプし、リングを基点とする位置から球面の面頂までの高さをマイクロメータで測定する。この場合、基準になるニュートン原器と被測定物のレンズとの球面半径が殆ど等しいので、リングスフェロメータのリングのエッジへの球面の当たり角が殆ど等しく、正確な測定が可能のため、特に問題が発生することはなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記従来技術には、つぎのような問題点があった。すなわち、リングスフェロメータによるニュートン原器との比較測定方法は、被測定物のレンズの球面半径を測定するために、リングを球面のどの位置に置いても、光軸は球面のどの位置にも存在するため、正確な測定が可能であった。しかし、非球面レンズの場合には、光軸は１つしか存在しないので、非球面上にリングを当て付ける際に、光軸とは一致しにくく正確な測定ができないことが頻繁に生じる。また、押圧成形した非球面レンズを測定する際には、成形面が必ずしも球輪状には成形できないことがあり、その形状測定の良否が判定しにくかった。
【０００４】
本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、請求項１または２に係る発明の課題は、高精度に押圧成形または研磨加工されたレンズの形状測定を数μｍレベルで容易に測定することができるレンズの測定方法を提供することである。
【０００５】
請求項３に係る発明の課題は、請求項１または２に係る発明のレンズの測定方法を容易に実施するためのレンズの測定装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、レンズの形状を測定するレンズの測定方法において、円筒状の位置決め部材の内部に第１測定部材を嵌合させる工程と、前記位置決め部材の先端部と前記第１測定部材の先端部とをレンズに当接させ、前記位置決め部材の中心軸とレンズの光軸とを位置合わせし、その位置を測定器の基準位置とする工程と、前記第１測定部材を前記位置決め部材から取り外す工程と、前記位置決め部材の内部に先端部が円筒状の第２測定部材とを嵌合させる工程と、前記位置決め部材の先端部と前記第２測定部材の先端部とをレンズに当接させ、その位置と前記基準位置に基づいてレンズの形状を測定する工程とを有する。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のレンズの測定方法を用いて、マスタレンズの形状を測定する工程と、前記位置決め部材の先端部と前記第２測定部材の先端部とをレンズに当接させ、その位置と前記マスタレンズの形状とに基づいてレンズの形状を測定する工程とを有する。
【０００８】
請求項３に係る発明は、レンズの形状を測定するレンズの測定装置において、レンズに先端部を当接させることにより、レンズの光軸の位置合わせを行う筒状の位置決め部材と、該位置決め部材の内周面に嵌合させ、先端部をレンズに当接させる測定部材と、前記位置決め部材の先端部と前記測定部材の先端部とをレンズに当接させ、そのときの位置決め部材と測定部材との位置に基づいてレンズの形状を測定する測定器とを具備する。
【０００９】
請求項１に係る発明のレンズの測定方法では、円筒状の位置決め部材の内部に第１測定部材を嵌合させ、位置決め部材の先端部と第１測定部材の先端部とをレンズに当接させ、位置決め部材の中心軸とレンズの光軸とを位置合わせし、その位置を測定器の基準位置とする。つぎに、第１測定部材を位置決め部材から取り外し、位置決め部材の内部に先端部が円筒状の第２測定部材を嵌合させ、位置決め部材の先端部と第２測定部材の先端部とをレンズに当接させ、その位置と基準位置に基づいてレンズの形状を測定する。
【００１０】
請求項２に係る発明のレンズの測定方法では、請求項１記載のレンズの測定方法を用いて、マスタレンズの形状を測定し、位置決め部材の先端部と第２測定部材の先端部とを被測定レンズに当接させ、その位置とマスタレンズの形状とに基づいてレンズの形状を測定する。
【００１２】
請求項３に係る発明のレンズの測定装置では、筒状の位置決め部材の先端部をレンズに当接させることにより、レンズの光軸の位置合わせを行い、測定部材を位置決め部材の内周面に嵌合させ、測定部材の先端部をレンズに当接させる。つぎに、位置決め部材の先端部と測定部材の先端部とをレンズに当接させ、そのときの位置決め部材と測定部材との位置に基づいて測定器によってレンズの形状を測定する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、具体的な実施の形態について説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１〜図６は実施の形態１を示し、図１はレンズの測定装置の縦断面図、図２および図３はマイクロメータの原点の設定方法の過程を示す説明図、図４および図５は変位量を測定する過程を示す説明図、図６は非球面レンズ、基準筒および第２測定検具の接触状態の説明図である。
【００１５】
図１において、表面形状を測定する非球面レンズ６は、加熱軟化されたガラス素材を成形面が略凹形状の非球面である成形型と成形面が略平面形状である成形型とにより押圧成形して得られたものである。具体的には、非球面レンズ６は、略凸形状の非球面である非球面部６ａと非球面部６とは反対側の面の平面部６ｂと、押圧成形の際に一対の成形型間から外方に食み出た余剰ガラス部６ｃとを有している。非球面部６ａと余剰ガラス部６ｃとの境界部分にはリング状に窪んだ基準面６ｅが形成されている。なお、本実施の形態では、非球面レンズ６の光学面は略凸形状の非球面形状としたが、光軸に対して回転軸対称の非球面形状であればこれに限るものではない。
【００１６】
つぎに、レンズの測定装置について説明する。図１において、この測定装置は、非球面レンズ６の基準面６ｅに、その先端部４ａを当接させ、非球面レンズ６の光軸の位置決めを行う位置決め部材としての円筒状の基準筒４と、基準筒４の内部を摺動自在で非球面レンズ６の非球面部６ａ（本実施の形態では直径が３２ｍｍ）にその先端部５ａが当接する第１測定部材としての第１測定検具５と、同様にその先端部７ａが当接する第２測定部材としての第２測定検具７（図４参照）と、第１測定検具５の基端部５ｂまたは第２測定検具７の基端部７ｂに当接可能な測定器としてのマイクロメータ１とを具備している。
【００１７】
基準筒４の先端部４ａは、非球面レンズ６の基準面６ｅに当接させることにより、基準筒４の中心軸と非球面レンズ６の光軸とを一致させることができる。本実施の形態では、基準筒４の内周面４ｂの内径は３４．００５ｍｍとした。第１測定検具５は、その外周面５ｃが基準筒４の内周面４ｂに嵌合して、基準筒４の内部を摺動自在となっている。この測定検具５の摺動をスムーズにするため、基準筒４の基端部４ｂ側の側面には、基準筒４の内周面４ｂと第１測定検具５の外周面５ｃとの間の空気を逃がすための空気抜け孔４ｃが穿設されている。空気抜け孔４ｃは、第１測定検具５が基準筒４の内部を摺動したときに、測定検具５の外周面５ｃによって塞がれない位置となっている。第１測定検具５の先端部５ａは、平坦面となっており、非球面レンズ６の非球面部６ａに当接させることができる。また、第１測定検具５の基端部５ｂは、突出した測定器接触面となっており、マイクロメータ１の測定端子１ａに当接させることができる。
【００１８】
第１測定検具５の他に、図４に示すように、第２測定検具７があり、先端部７ａは円筒状になっている。なお、第１測定検具５の先端部５ａを円筒状にして第１測定部材とし、この第１測定検具５とは異なる内径の円筒状の先端部を有する第２測定検具７を第２測定部材としてもよい。本実施の形態では、第２測定検具７の先端部７ａの内径は２３．００１ｍｍ、２８．００３ｍｍ、３２．００５ｍｍの３種類を用いる。第１測定検具５および複数の第２測定検具７は、外径が３４．０００ｍｍ、長さが８５ｍｍ〜１００ｍｍのものを使用した。また、第１測定検具５および複数の第２測定検具７は、軽量化のためにその内部にそれぞれ空洞５ｄ、空洞７ｄを設けている。なお、第１測定検具５の先端部５ａと基端部５ｂとの平行度および第２測定検具７の先端部７ａと基端部７ｂとの平行度は、ともに０．００１ｍｍの精度に仕上げられている。なお、基準筒４の中心軸と第１測定検具５の中心軸または第２測定検具７の中心軸とのズレ量は、基準筒４の光軸基準面である内周面４ｂの内径公差と第１測定検具５の外周面５ｃまたは第２測定検具７の外周面７ｃの外径公差とにより異なる。本実施の形態では、各々の公差を０．００１〜０．００５ｍｍとした。
【００１９】
基準筒４の基端部４ｂには、フランジ２が取着されている。このフランジ２の中心には、貫通孔が穿設され、この貫通孔にマイクロメータ１が固定されている。マイクロメータ１は、その測定端子１ａが第１測定検具５の基端部５ｂまたは第２測定検具７の基端部７ｂに接触し、さらに第１測定検具５または第２測定検具７が押し込まれることにより、第１測定検具５または第２測定検具７の摺動量の値（変位量）が表示される。また、フランジ２の基準筒４側には、圧縮バネ３が固定されており、この圧縮バネ３により、第１測定検具５または第２測定検具７が押し込まれたときに、マイクロメータ１の測定端子１ａの衝撃を吸収するように構成されている。
【００２０】
つぎに、上記構成のレンズの測定装置を用いて、非球面レンズ６の面形状の測定方法について説明する。まず、マイクロメータ１の基準位置である原点の設定方法について説明する。図２において、先端部５ａが平坦面の第１測定検具（長さ８５ｍｍ）５を、基準筒４の内周面４ｂに嵌合する。そして、第１測定検具５を、その基端部５ｂが圧縮バネ３に接触するまで挿入する。このとき、第１測定検具５の先端部５ａは、基準筒４の先端部４ａよりも外方に突出している。ここで、基準筒４の中心軸と第１測定検具５の中心軸とが一致する。つぎに、面形状を測定する非球面レンズ６の非球面部６ａの面頂を第１測定検具５の先端部５ａに当接させる。そして、非球面レンズ６を第１測定検具５と一緒に徐々に押し込んでいくと圧縮バネ３が縮み、第１測定検具５の基端部５ｂがマイクロメータ１の測定端子１ａに接触する。このとき、マイクロメータ１には変位量が表示される。
【００２１】
さらに、非球面レンズ６と第１測定検具５とを押し込んでいくと、図３に示すように、第１測定検具５により測定端子１ａが押し込まれるとともに、非球面レンズ６の非球面部６ａが基準筒４の内部に入り込み、非球面レンズ６の基準面６ｅが基準筒４の先端部４ａに接触する。非球面レンズ６の押し込み量は、非球面レンズ６の基準面６ｅと基準筒４の先端部４ａとが接触したときに、マイクロメータ１に表示された変位量をマイクロメータ１の基準位置としての原点として、マイクロメータ１を０合わせする。
【００２２】
つぎに、非球面レンズ６の所定測定径ｄにおける変位量を測定する方法を説明する。本実施の形態では、非球面レンズ６の測定径ｄを２３．００１ｍｍとして、その変位量を測定するために、先端部７ａが円筒状の第２測定検具７の内径が２３．００１ｍｍ、長さが１００ｍｍのものを選択する。図４に示すように、第１測定検具５を基準筒４から取り外して、第２測定検具７をその基端部７ｂがフランジ２に固定された圧縮バネ３に接触するまで挿入する。このとき、第２測定検具７の先端部７ａは、基準筒４の先端部４ａよりも外方に突出している。ここで、基準筒４の中心軸と第２測定検具７の中心軸とが一致する。つぎに、非球面レンズ６の非球面部６ａを第２測定検具７の先端部７ａに当接させる。そして、非球面レンズ６を第２測定検具７と一緒に徐々に押し込んでいくと圧縮バネ３が縮み、第２測定検具７の基端部７ｂがマイクロメータ１の測定端子１ａに接触する。
【００２３】
さらに、非球面レンズ６と第２測定検具７とを押し込んでいくと、図５に示すように、第２測定検具７により測定端子１ａが押し込まれるとともに、非球面レンズ６の非球面部６ａが基準筒４の内部に入り込み、非球面レンズ６の基準面６ｅが基準筒４の先端部４ａに接触する。このときに、測定器１に表示された変位量と、予め分かっている非球面レンズ設計値とを比較して、測定径ｄ＝２３．００１ｍｍにおける面形状の良否を判定する。このときの測定誤差は、マイクロメータ１とその他の部品の誤差を含めても０．００５ｍｍ以内となっている。
【００２４】
図６において、非球面レンズ６は基準筒４と第２測定検具７とに接触している。Ａは、非球面レンズ６の光軸と基準筒４の中心軸とを表示したものである。Ｂは、第２測定検具７の中心軸である。基準面６ｅは押圧成形により転写された面である。さらに基準筒４の先端部４ａは、中心軸Ａに対する直角度が０．００３ｍｍ以内に仕上げられている。また、第２測定検具７と基準筒４とには、隙間がないと摺動しないため、０．００５ｍｍ以内の隙間を設けている。その時の基準筒４が、第２測定検具７と傾きが生じ、その傾きはＡ−Ｂ量である。このＡ−Ｂ量は、ｄｘ、ｄｙの値に変換され、ｄｘ量は非球面レンズ６の基準面６ｅと基準筒４の先端部４ａとのシフト調整でキャンセルされる。また、ｄｙ量は、マイクロメータ１の値に表示されるが、その誤差はマイクロメータ１の０．００３ｍｍの誤差を含めても０．００５ｍｍ以内となっている。以上の作業を、それぞれ測定径ｄ＝２８．００３ｍｍ、測定径ｄ＝３２．００５ｍｍの第２測定検具７を用いて行い、必要に応じて、測定径をさらに変えた第２測定検具を用いれば、より正確な非球面の形状測定を行うことができる。
【００２５】
本実施の形態によれば、高精度に押圧成形されたレンズの形状測定を数μｍレベルで容易に測定することができる。すなわち、非球面レンズの非球面の形状測定が、光軸の狂いもなく、簡易に測定可能となった。また、非球面レンズの設計値を第２測定検具の内径とマイクロメータの変位量とに照合すれば、簡易にしかも正確に押圧成形された非球面レンズを測定し、良否の判定が可能となる。さらに、タリサーフなどの測定機器でが対応不可能な、凹凸の大きなレンズ（傾斜角３０°〜７０°、特に４５°〜７０°）も測定でき、また、測定装置のコストを安価にすることができる。
【００２６】
（実施の形態２）
図７は実施の形態２を示し、レンズの測定装置の縦断面図である。被測定物である非球面レンズ１６は、略凸形状の非球面である非球面部１６ａと、非球面部１６とは反対側の面の平面部１６ｂと、押圧成形の際に一対の成形型間から外方に食み出た余剰ガラス部１６ｃとを有している。
【００２７】
つぎに、レンズの測定装置について説明する。図７において、この測定装置は、非球面レンズ１６の非球面部１６ａに先端部１４ａを当接させ、非球面レンズ１６の光軸の位置決めを行う位置決め部材としての円筒状の基準筒１４と、基準筒１４の内部を摺動自在で非球面レンズ１６の非球面部１６ａ（本実施の形態では直径が３２ｍｍ）に第１測定部材としての図示を省略した第１交換治具１７または第２測定部材としての第２交換治具１８を介して先端部１５ａが当接する測定検具１５と、基準筒１４の基端部１４ｂに当接可能な測定器としてのマイクロメータ１１とを具備している。
【００２８】
基準筒１４の先端部１４ａは、非球面レンズ１６の非球面部１６ａに当接させることにより、基準筒１４の中心軸と非球面レンズ１６の光軸とを一致させることができる。基準筒１４の基端部１４ｂは、測定器接触面となっており、マイクロメータ１の測定端子１ａに当接させることができる。測定検具１５は、その外周面１５ｃに基準筒１４の内周面１４ｃが嵌合して、測定検具１４の外周面１５ｃを基準筒１４が摺動自在となっている。測定検具１５の先端部１５ａは、平坦面となっており、着脱可能な図示を省略した第１交換治具１７の基端部１７ｂまたは複数の第２交換治具１８の基端部１８ｂが当接する。
【００２９】
図示を省略した第１交換治具１７の先端部１７ａは平坦面となっており、第２交換治具１８の先端部１８ａは、図７に示すように円筒状であって、それぞれ、非球面レンズ１６の非球面部１６ａに当接させることができる。図示を省略した第１交換治具１７の外周面１７ｃおよび第２交換治具１８の外周面１８ｃの外径寸法は、測定検具１５の外周面１５ｃと同一寸法に仕上げられ、基準筒１４の内周面１４ｃに嵌合して摺動自在となっている。本実施の形態では、第２交換治具１８の先端部１８ａの内径は２３．００１ｍｍ、２８．００３ｍｍ、３２．００５ｍｍの３種類を用いる。一方、測定検具５の基端部１５ｂには、マイクロメータ１１が取着されており、マイクロメータ１１の測定端子１１ａが基準筒１４の基端部１４ｂに接触し、さらに基準筒１４が押し込まれることにより、基準筒１４の摺動量の値（変位量）が表示される。
【００３０】
つぎに、上記構成のレンズの測定装置を用いて、非球面レンズ１６の面形状の測定方法について説明する。本実施の形態では、所望の形状に加工されたマスタレンズ１６’を用い、このマスタレンズ１６’と押圧成形された非球面レンズ１６とを比較して良否を判定する。まず、マイクロメータ１１の基準位置である原点の設定方法について説明する。図７において、測定検具１５の外周面１５ｃに、基準筒１４の内周面１４ｃを嵌合する。そして、基準筒１４の内周面１４ｃに、第１交換治具１７を、その基端部１７ｂ（図示省略）が測定検具１５の先端部１５ａに当接するまで挿入する。このとき、基準筒１４の先端部１４ａは、交換治具１７の先端部１７ａ（図示省略）よりも外方に突出している。ここで、基準筒１４の中心軸と第１交換治具１７の中心軸とが一致する。
【００３１】
つぎに、マスタレンズ１６’の非球面部１６’ａを基準筒１４の先端部１４ａに当接させる。そして、マスタレンズ１６’を基準筒１４と一緒に徐々に押し込んでいくと、基準筒１４の基端部１４ｂがマイクロメータ１１の測定端子１１ａに接触する。さらに、マスタレンズ１６’と基準筒１４とを押し込んでいくと、マスタレンズ１６’の非球面部１６’ａの面頂が第１交換治具１７の平坦面をなす先端部１７ａ（図示省略）に接触する。このマスタレンズ１６’の非球面部１６’ａと第１交換治具１７の先端部１７ａとが接触したときに、マイクロメータ１１に表示された変位量をマイクロメータ１１の基準位置としての原点として、マイクロメータ１１を０合わせする。
【００３２】
つぎに、マスタレンズ１６’の所定測定径ｄにおける変位量の測定方法を説明する。本実施の形態では、マスタレンズ１６’の測定径ｄを２３．００１ｍｍとして、その変位量を測定するために、先端部１８ａの内径が２３．００１ｍｍの第２交換治具１８を選択し、基準筒１４の内周面１４ｃから第１交換治具１７を取り外し、図７に示すように、第２交換治具１８を、その基端部１８ｂが測定検具１５の先端部１５ａに当接するまで挿入する。このとき、基準筒１４の先端部１４ａは、第２交換治具１８の先端部１８ａよりも外方に突出している。ここで、基準筒１４の中心軸と第２交換治具１８の中心軸とが一致する。
【００３３】
つぎに、マスタレンズ１６’の非球面部１６’ａを基準筒１４の先端部１４ａに当接させる。そして、マスタレンズ１６’を基準筒１４と一緒に徐々に押し込んでいくと、基準筒１４の基端部１４ｂがマイクロメータ１１の測定端子１１ａに接触する。さらに、マスタレンズ１６’と基準筒１４とを押し込んでいくと、マスタレンズ１６’の非球面部１６’ａが第２交換治具１８の円筒状の先端部１８ａに接触する。このマスタレンズ１６’の非球面部１６’ａと第２交換治具１８の先端部１８ａとが接触したときに、マイクロメータ１１に表示された変位量をマスタレンズ１６’の測定値とする。
【００３４】
続いて、マスタレンズ１６’を非球面レンズ１６に交換して、マスタレンズ１６’と同様の方法で、上記測定径ｄにおける変位量を測定する。そして、マスタレンズ１６’の測定値と非球面レンズ１６の測定値とを比較して、その差に基づいて測定径ｄ＝２３．００１ｍｍにおける面形状の良否を判定する。
【００３５】
本実施の形態によれば、高精度に押圧成形されたレンズの形状測定を数μｍレベルで容易に測定することができる。すなわち、非球面レンズの非球面の形状測定が、光軸の狂いもなく、簡易に測定可能となった。また、マスタレンズを使用することにより、測定検具や交換治具などの加工誤差、摩耗から生じる誤差をキャンセルでき、正確な測定をすることができる。また、成形品に基準面を形成しなくても、非球面部を２つのリング（基準筒および第２交換治具）でクランプする方法によって、容易に測定することができる。
【００３６】
（実施の形態３）
図８は実施の形態３を示し、レンズの測定装置の縦断面図である。図８において、非測定物である非球面レンズ２６は、加熱軟化されたガラス素材を成形面が略凹形状の非球面である成形型と成形面が略平面形状である成形型とにより押圧成形し、余分な部分、例えば押圧成形の際に一対の成形型間から外方に食み出た余剰ガラスを取り除き、非球面部２６ａとは反対側の面を研磨加工して得られたものである。具体的には、非球面レンズ２６は、略凸形状の非球面である非球面部２６ａと、非球面部２６ａとは反対側の面の球面部２６ｆとを有している。
【００３７】
つぎに、レンズの測定装置について説明する。図８において、この測定装置は、非球面レンズ２６の球面部２６ｆにその先端部２４ａを当接させ、非球面レンズ２６の光軸の位置決めを行う位置決め部材としての略円筒状の基準筒２４と、基準筒２４の内周面２４ｃを摺動自在で非球面レンズ２６の非球面部２６ａ（本実施の形態では直径が３２ｍｍ）にその先端部２５ａ（図示省略）が当接する第１測定部材としての第１測定検具２５（図示省略）と、同様にその先端部２７ａが当接する第２測定部材としての第２測定検具２７（図８参照）と、第１測定検具２５の基端部２５ｂ（図示省略）または第２測定検具２７の基端部２７ｂに当接可能な測定器としてのマイクロメータ２１とを具備している。
【００３８】
基準筒２４の先端部２４ａは、筒内部に向かって突出した円錐状となっており、非球面レンズ２６の球面部２６ｆに当接させることにより、基準筒２４の中心軸と非球面レンズ２６の光軸とを一致させることができる。図示を省略した第１測定検具２５は、その外周面２５ｃが基準筒２４の内周面２４ｃに嵌合して、基準筒２４の内部を摺動自在となっている。第１測定検具２５の先端部２５ａは、平坦面となっており、非球面レンズ２６の非球面部２６ａの面頂に当接させることができる。また、第１測定検具２５の基端部２５ｂ（図示省略）は、突出した測定器接触面となっており、マイクロメータ２１の測定端子２１ａに当接させることができる。
【００３９】
第１測定検具２５の他に、図８に示すように、第２測定検具２７があり、先端部２７ａは円筒状になっている。本実施の形態では、第２測定検具２７の先端部２７ａの内径は２３．００１ｍｍ、２８．００３ｍｍ、３２．００５ｍｍの３種類を用いる。また、第１測定検具２５および複数の第２測定検具２７は、軽量化のためにその内部にそれぞれ空洞２５ｄ（図示省略）、空洞２７ｄを設けている。基準筒２４の基端部２４ｂには、フランジ２２が取着されている。このフランジ２２の中心には、貫通孔が穿設され、この貫通孔に測定器としてのマイクロメータ２１が固定されている。マイクロメータ２１は、その測定端子２１ａが第１測定検具２５の基端部２５ｂ（図示省略）または第２測定検具２７の基端部２７ｂに接触し、さらに第１測定検具２５または第２測定検具２７が押し込まれることにより、第１測定検具２５または第２測定検具２７の摺動量の値（変位量）が表示される。
【００４０】
つぎに、上記構成のレンズの測定装置を用いて、非球面レンズ２６の面形状の測定方法について説明する。本実施の形態では、所望の形状に加工されたマスタレンズ２６’（非球面レンズ２６と同一形状のため図示省略）を用い、このマスタレンズ２６’と押圧成形された非球面レンズ２６とを比較して良否を判定する。まず、マイクロメータ１１の基準位置である原点の設定方法について説明する。図８において、マスターレンズ２６’を基準筒２４の内部に挿入し、その球面部２６’ｆを基準筒２４の先端部２４ａに当接させる。その後、先端部２５ａが平坦面の第１測定検具２５（図示省略）を基準筒２４の内部に挿入する。そして、第１測定検具２５の平坦面の先端部２５ａと、基準筒２４の先端部２４ａによりマスタレンズ２６’をベルクランプし、基準筒２４の中心軸、第１測定検具２５の中心軸およびマスタレンズ２６’の光軸を一致させる。つぎに、マイクロメータ２１が取着されたフランジ２２を基準筒２４の基端部２４ｂに当接させると、第１測定検具２５の基端部２５ａがマイクロメータ２１の測定端子２１ａに接触する。このときに、マイクロメータ２１に表示された変位量をマイクロメータ２１の基準位置としての原点として測定器２１を０合わせする。
【００４１】
つぎに、マスタレンズ２６’の所定測定径ｄにおける変位量の測定方法を説明する。本実施の形態では、マスタレンズ２６’の測定径ｄを２３．００１ｍｍとして、その変位量を測定するために、先端部２７ａの内径が２３．００１ｍｍの第２測定検具２７を選択し、基準筒２４の内周面２４ｃから第１測定検具２５を取り外し、第２測定検具２７を、その先端部２７ａがマスタレンズ２６’の非球面部２６’ａに当接するまで挿入する。そして、第２測定検具２７の先端部２７ａと基準筒２４の先端部２４ａによりマスタレンズ２６’をベルクランプし、基準筒２４の中心軸、測定検具２５の中心軸およびマスタレンズ２６’の光軸を一致させる。つぎに、マイクロメータ２１が取着されたフランジ２２を基準筒２４の基端部２２に当接させると、第２測定検具２７の基端部２７ａがマイクロメータ２１の測定端子２１ａに接触する。このときに、マイクロメータ２１に表示された変位量をマスタレンズ２６’の測定値とする。
【００４２】
続いて、マスタレンズ２６’を非球面レンズ２６に交換して、マスタレンズ２６’と同様の方法で、上記測定径ｄにおける変位量を測定する。そして、マスタレンズ２６’の測定値と非球面レンズ２６の測定値とを比較して、その差に基づいて測定径ｄ＝２３．００１ｍｍにおける面形状の良否を判定する。
【００４３】
本実施の形態によれば、高精度に押圧成形されたレンズの形状測定を数μｍレベルで容易に測定することができる。すなわち、非球面レンズの非球面の形状測定が、光軸の狂いもなく、簡易に測定可能となった。また、マスタレンズを使用することにより、測定検具や基準筒などの加工誤差、摩耗から生じる誤差をキャンセルでき、正確な測定をすることができる。また、被測定レンズの両面をクランプすることにより、球面と非球面などの両面の光軸を含めた測定が容易に可能となった。
【００４４】
なお、上述した具体的な実施の形態から、つぎのような技術的思想が導き出される。
（付記）
（１）  非球面レンズの面に２つの摺動可能な嵌合された円筒部材を接触させ、円筒部材の加工径と円筒部材同士の相対距離の変位量とで非球面レンズの形状を知ることを特徴とするレンズの測定方法。
【００４５】
付記（１）のレンズの測定方法によれば、非球面レンズの形状測定を数μｍレベルで容易に測定することができる。
【００４６】
（２）  非球面形状に加工されたマスタレンズを用意し、該マスタレンズを測定した値と成形または加工された非球面レンズの値とを比較することを特徴とする付記（１）記載のレンズの測定方法。
【００４７】
付記（２）のレンズの測定方法によれば、付記（１）の効果に加え、円筒部材の加工誤差、摩耗から生じる誤差をキャンセルでき、正確な測定をすることができる。
【００４８】
（３）  摺動可能に嵌合された円筒部材の一方を非球面に接触させ、もう一方を非球面または非球面以外に接触させたことを特徴とする付記（１）記載のレンズの測定方法。
【００４９】
付記（３）のレンズの測定方法によれば、付記（１）の効果に加え、被測定レンズの両面をクランプすることにより、球面と非球面などの両面の光軸を含めた測定が容易に可能となる。
【００５０】
（４）  ２つの嵌合する円筒部材と、一方の円筒部材に取り付けられた測定器と、測定される非球面レンズとにより構成したことを特徴とするレンズの測定装置。
【００５１】
付記（４）のレンズの測定装置によれば、付記（１）、（２）または（３）のレンズの測定方法を容易に実施することができるとともに、測定装置のコストを安価にし、かつ測定時間を短縮することができる。
【００５２】
（５）  非球面レンズの形状を測定する非球面レンズの測定方法において、
円筒状の位置決め部材の内部に第１測定部材を嵌合させる工程と、前記位置決め部材の先端部と前記第１測定部材の先端部とを非球面レンズに当接させ、前記位置決め部材の中心軸と非球面レンズの光軸とを位置合わせし、その位置を測定器の基準位置とする工程と、前記第１測定部材を位置決め部材内から取り外す工程と、前記位置決め部材の内部に先端部が円筒状の第２測定部材を嵌合させる工程と、前記位置決め部材の先端部と第２測定部材の先端部とを非球面レンズに当接させ、その位置と前記基準位置に基づいて非球面レンズの形状を測定する工程とを有することを特徴とする非球面レンズの測定方法。
【００５３】
付記（５）の非球面レンズの測定方法によれば、高精度に押圧成形または研磨加工された非球面レンズの形状測定を数μｍレベルで容易に測定することができる。
【００５４】
（６）  前記付記（５）記載の測定方法で、非球面形状に加工されたマスタレンズの形状を測定する工程と、前記位置決め部材の先端部と第２測定部材の先端部を非球面レンズに当接させ、その位置と前記マスタレンズの形状に基づいて非球面レンズの形状を測定する工程とを有することを特徴とする非球面レンズの測定方法。
【００５５】
付記（６）の非球面レンズの測定方法によれば、付記（５）の効果に加え、位置決め部材や第２測定部材の加工誤差、摩耗から生じる誤差をキャンセルでき、正確な測定をすることができる。
【００５６】
（７）  前記位置決め部材の中心軸とマスタレンズの光軸との位置合わせは、位置決め部材の先端部をマスタレンズの非球面部とは反対側の面に当接させて行うことを特徴とする付記（６）記載の非球面レンズの測定方法。
【００５７】
付記（７）の非球面レンズの測定方法によれば、付記（６）の効果に加え、被測定レンズの両面をクランプすることにより、球面と非球面などの両面の光軸を含めた測定が容易に可能となる。
【００５８】
（８）  一対の成形型により押圧成形された非球面レンズの形状を測定する非球面レンズの測定方法において、
円筒状の位置決め部材の内部に第１測定部材を嵌合させる工程と、前記位置決め部材の先端部と前記第１測定部材の先端部とを非球面レンズに当接させ、前記位置決め部材の中心軸と非球面レンズの光軸とを位置合わせし、その位置を測定器の基準位置とする工程と、前記第１測定部材を前記位置決め部材内から取り外す工程と、前記位置決め部材の内部に先端部が円筒状の第２測定部材を嵌合させる工程と、前記位置決め部材の先端部と第２測定部材の先端部とを非球面レンズに当接させ、その位置と前記基準位置との変位量に基づいて非球面レンズの形状を測定する工程とを有することを特徴とする非球面レンズの測定方法。
【００５９】
付記（８）の非球面レンズの測定方法によれば、高精度に押圧成形または研磨加工された非球面レンズの形状測定を数μｍレベルで容易に測定することができる。
【００６０】
（９）  前記位置決め部材の中心軸と非球面レンズの光軸との位置合わせは、押圧成形された非球面レンズの非球面部と余剰部との窪みに位置決め部材の先端部を当接させることにより行うことを特徴とする付記（８）記載の非球面レンズの測定方法。
【００６１】
付記（９）の非球面レンズの測定方法によれば、付記（８）の効果に加え、非球面レンズの設計値を第２測定検具の内径とマイクロメータの変位量とに照合すれば、簡易にしかも正確に押圧成形された非球面レンズを測定し、良否の判定が可能となる。
【００６２】
（１０）  非球面レンズの形状を測定する非球面レンズの測定装置において、
非球面レンズに先端部を当接させることにより、非球面レンズの光軸の位置合わせを行う円筒状の位置決め部材と、該位置決め部材の内周面に嵌合させ、その先端部を非球面レンズに当接させたときの位置を基準位置とする第１測定部材と、前記位置決め部材の内周面に嵌合させ、円筒状の先端部を非球面レンズに当接させる第２測定部材と、該第２測定部材の先端部を非球面レンズに当接させたときの位置と前記基準位置とに基づいて非球面レンズを測定する測定器とを具備することを特徴とする非球面レンズの測定装置。
【００６３】
付記（１０）の非球面レンズの測定装置によれば、付記（５）、（６）、（７）、（８）または（９）の非球面レンズの測定方法を容易に実施することができるとともに、測定装置のコストを安価にし、かつ測定時間を短縮することができる。
【００６４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、位置決め部材の内部に先端部が円筒状の第２測定部材を嵌合させ、位置決め部材の先端部と第２測定部材の先端部とをレンズに当接させ、その位置と基準位置に基づいてレンズの形状を測定するので、高精度に押圧成形または研磨加工されたレンズの形状測定を数μｍレベルで容易に測定することができる。
【００６５】
請求項２に係る発明によれば、上記効果に加え、マスタレンズの形状を測定し、位置決め部材の先端部と第２測定部材の先端部をレンズに当接させ、その位置とマスタレンズの形状とに基づいてレンズの形状を測定するので、測定部材の加工誤差、摩耗から生じる誤差をキャンセルでき、正確な測定をすることができる。
【００６７】
請求項３に係る発明によれば、請求項１または２に係る発明のレンズの測定方法を容易に実施することができるとともに、測定装置のコストを安価にし、かつ測定時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１のレンズの測定装置の縦断面図である。
【図２】実施の形態１のマイクロメータの原点の設定方法の過程を示す説明図である。
【図３】実施の形態１のマイクロメータの原点の設定方法の過程を示す説明図である。
【図４】実施の形態１の変位量を測定する過程を示す説明図である。
【図５】実施の形態１の変位量を測定する過程を示す説明図である。
【図６】実施の形態１の非球面レンズ、基準筒および第２測定検具の接触状態の説明図である。
【図７】実施の形態２のレンズの測定装置の縦断面図である。
【図８】実施の形態３のレンズの測定装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１  マイクロメータ
４  基準筒
４ａ  先端部
５  第１測定検具
５ａ  先端部
６  非球面レンズ
【図１】
0004257008.tif 000002
【図２】
0004257008.tif 000003
【図３】
0004257008.tif 000004
【図４】
0004257008.tif 000005
【図５】
0004257008.tif 000006
【図６】
0004257008.tif 000007
【図７】
0004257008.tif 000008
【図８】
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