(57)【要約】【課題】レンズを研磨皿から剥がすことなく中肉の測定を可能とする。【解決手段】測定用の投影指標を被検レンズ１に投影する対物レンズ２の先端側に取り付けた測定アダプタを、被検レンズ１と略等しい既知の形状を有する基準レンズ４の表面４ａに押し当て、基準レンズ４の裏面４ｂに１次投影指標像を一致させたときに、該１次投影指標像が基準レンズ４の裏面４ｂにおいて反射することにより対物レンズ２によって結像光路にできる２次投影指標像の位置を第１の結像位置として記憶する第１の工程と、液体５を塗布した被検レンズ１の表面１ａに測定アダプタを突き当てた状態で、対物レンズ２から投影される１次投影指標像が被検レンズ１の裏面１ｂにおいて反射することにより対物レンズ２によって結像光路にできる２次投影指標像の位置を第２の結像位置として測定する第２の工程と、第１の結像位置および第２の結像位置および基準レンズ４の肉厚から、被検レンズ１の中肉を計算する第３の工程とを含むレンズの中肉比較測定方法。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定用の投影指標を被検レンズに投影する対物レンズの先端側に取り付けた測定アダプタを、前記被検レンズと略等しい既知の形状を有する基準レンズの表面に押し当て、前記基準レンズの裏面に１次投影指標像を一致させたときに、該１次投影指標像が前記基準レンズの裏面において反射することにより前記対物レンズによって結像光路にできる２次投影指標像の位置を第１の結像位置として記憶する第１の工程と、
液体を塗布した前記被検レンズの表面に前記測定アダプタを突き当てた状態で、前記対物レンズから投影される１次投影指標像が前記被検レンズの裏面において反射することにより前記対物レンズによって前記結像光路にできる２次投影指標像の位置を第２の結像位置として測定する第２の工程と、
前記第１の結像位置および前記第２の結像位置および前記基準レンズの肉厚から、前記被検レンズの中肉を計算する第３の工程とを含むレンズの中肉比較測定方法。
【請求項２】
前記測定アダプタが、前記被検レンズと略同等の屈折率と、平面状の表面と、前記被検レンズ表面と相補的な形状を有する裏面とを有するコレクションレンズを先端に備え、前記第２の工程において、前記コレクションレンズの裏面を前記被検レンズの表面に密着させる請求項１に記載のレンズの中肉比較測定方法。
【請求項３】
前記対物レンズの肉厚補正量ｔが、前記被検レンズの中心肉厚ｔ１および前記コレクションレンズの中心肉厚ｔ２を用いて、
ｔ≒ｔ１＋ｔ２
の関係を有する請求項１に記載のレンズの中肉比較測定方法。
【請求項４】
前記第２の工程において、前記被検レンズの表面に塗布する液体が、前記被検レンズの屈折率と略等しい屈折率を有するマッチングオイルである請求項１から請求項３のいずれかに記載のレンズの中肉比較測定方法。
【請求項５】
対物レンズと、該対物レンズの先端側に取り付けられ被検レンズの表面に突き当てられるコレクションレンズを組み込んだ測定アダプタと、投光光学系と、結像光学系と、該結像光学系の結像位置に配置されたアライメント指標と、観察光学系と、結像位置表示部とを備え、
前記投光光学系が、光源と、該光源によって照明され、前記対物レンズの結像位置と共役な位置に配置された投影指標と、前記対物レンズの結像軸中に配置され、前記対物レンズに前記投影指標の投影光束を送るハーフミラーとを備え、
前記結像光学系が、前記測定アダプタを介して前記投光光学系により被検レンズの裏面に向けて投光された前記投影光束が前記被検レンズの裏面で反射されることにより２次投影指標像を前記対物レンズの結像光路に形成し、
前記観察光学系が、前記結像光学系により形成された前記２次投影指標像を観察するためのものであり、
前記結像位置表示部が、前記観察光学系において前記２次投影指標像が合焦される際の前記対物レンズの結像位置を表示するレンズの中肉比較測定装置。
【請求項６】
前記測定アダプタが、前記被検レンズと略同等の屈折率と、平面状の表面と、前記被検レンズの表面と相補的な裏面とを有するコレクションレンズを先端に備える請求項５に記載のレンズの中肉比較測定装置。
【請求項７】
前記対物レンズが、無限遠設計の開口数０．３〜０．５である請求項５または請求項６に記載のレンズの中肉比較測定装置。
【請求項８】
前記対物レンズの肉厚補正量ｔが、前記被検レンズの中心肉厚ｔ１および前記コレクションレンズの中心肉厚ｔ２を用いて、
ｔ≒ｔ１＋ｔ２
の関係を有する請求項７に記載のレンズの中肉比較測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズの中肉比較測定方法および中肉比較測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ単体の中心肉厚（以下、中肉と称す。）を測定する方法としては、接触式のダイヤルゲージや電気マイクロメーター等を用いて、レンズの両面を挟み込んで、直接測定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、レンズの中肉測定は、製造工程の途中、カーブジェネレータ工程(以下、ＣＧ工程と称す。)においては必須である。特に、研磨皿に張り付いた状態でレンズのＣＧ（カーブジェネレータ）加工を行うときは、レンズを剥離したくないので、貼り付け皿に設けた基準位置からの中肉を比較測定する方法が行われる。（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−１６９２５８号公報
【特許文献２】特開２００２−１６９２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、レンズの両面を直接挟み込む必要があるため、研磨皿に貼り付いたレンズの中肉を測定するには、研磨皿からレンズを一旦剥がさなければならず、加工、剥がし、中肉測定、貼り付け、補正加工というような作業を繰り返すことになって、生産性が極めて低くなると同時に、レンズの着脱に伴ない加工誤差が発生するという問題があった。
【０００５】
また、特許文献２に記載の方法では、研磨皿に貼り付いた状態のままで、レンズの表面にダイヤルゲージを当て付けて、研磨皿のＣＧ機取り付け面を基準にして中肉を測定するため、研磨皿の精度が問題になるという不都合がある。特に、多数個貼りの研磨皿に貼り付いたレンズの中肉を測定する場合には、基本的に皿の中心に貼りつけたレンズしか測定できないと言う欠点があり、皿周辺に貼りつけられたレンズは中心のレンズで中肉を予想するしかなかった。
【０００６】
一般に、レンズの製造は、レンズ素材→1面加工皿に貼り付け→１面曲率半径創生ＣＧ加工→１面研磨加工→剥離→２面加工皿に貼り付け→２面曲率半径創生と同時に行う中肉だしＣＧ加工→2面研磨加工→剥離の工程で行われる。
このとき、最も重要な工程は、２面曲率半径創生と中肉だしＣＧ加工であって、レンズの中肉がほぼ決まる工程である。
しかも、この工程ではレンズの加工面は砂目状であり、光学的な測定法は採用できなかった。
【０００７】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであって、特に片面が研磨されたレンズの研磨面側を研磨皿に貼り付けて、未加工のもう一方の面をＣＧ加工によって研削しながら、レンズの中肉と曲率半径が形成される工程で、レンズを研磨皿から剥がすことなく中肉を測定することできる光学的レンズの中肉比較測定方法および中肉比較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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、測定用の投影指標を被検レンズに投影する対物レンズの先端側に取り付けた測定アダプタを、前記被検レンズと略等しい既知の形状を有する基準レンズの表面に押し当て、前記基準レンズの裏面に１次投影指標像を一致させたときに、該１次投影指標像が前記基準レンズの裏面において反射することにより前記対物レンズによって結像光路にできる２次投影指標像の位置を第１の結像位置として記憶する第１の工程と、液体を塗布した前記被検レンズの表面に前記測定アダプタを突き当てた状態で、前記対物レンズから投影される１次投影指標像が前記被検レンズの裏面において反射することにより前記対物レンズによって前記結像光路にできる２次投影指標像の位置を第２の結像位置として測定する第２の工程と、前記第１の結像位置および前記第２の結像位置および前記基準レンズの肉厚から、前記被検レンズの中肉を計算する第３の工程とを含むレンズの中肉比較測定方法を提供する。
【０００９】
本発明によれば、測定アダプタの先端を被検レンズの表面に押し当てることにより、研磨皿のＣＧ機取り付け面を基準とすることなく、被検レンズの中肉比較測定を行うことができる。また、貼りつけ皿の中心に位置するレンズしか測定できなかったが、全てのレンズを測定できるようになる。
【００１０】
この場合において、被検レンズの測定に際して、被検レンズの表面に液体を塗布することにより、被検レンズの表面がＣＧ加工仕上がりのような砂目状である場合においても、表面における光の散乱を抑えて、高精度に第２の結像位置の検出を行い、被検レンズの中肉を精度よく測定することができる。
なお、第１の工程は、実際に基準レンズに測定アダプタの先端を押し当てて、対物レンズによる１次投影指標像の位置を基準レンズの裏面に一致させて第１の結像位置を測定し、それを記憶することとしてもよいし、そのような条件を満たす第１の結像位置を予め記憶しておくことにしてもよい。
【００１１】
上記発明においては、前記測定アダプタが、前記被検レンズと略同等の屈折率と、平面状の表面と、前記被検レンズ表面と相補的な形状を有する裏面とを有するコレクションレンズを先端に備え、前記第２の工程において、前記コレクションレンズの裏面を前記被検レンズの表面に密着させることとしてもよい。
【００１２】
このようにすることで、被検レンズの表面と相補的な裏面形状を有するコレクションレンズの裏面を被検レンズの表面に液体を介して密着させることにより、被検レンズの表面に塗布された液体をコレクションレンズと被検レンズとの間に薄く均等に延ばすことができる。これにより、被検レンズの表面がＣＧ加工仕上がりのような砂目状である場合においても、表面における光の散乱を抑え、より高精度に第２の結像位置の検出を行い、被検レンズの中肉を精度よく測定することができる。
【００１３】
また、上記発明においては、前記対物レンズの肉厚補正量ｔが、前記被検レンズの中心肉厚ｔ１および前記コレクションレンズの中心肉厚ｔ２を用いて、ｔ≒ｔ１＋ｔ２の関係を有していることが好ましい。
このようにすることで、対物レンズが、被検レンズとコレクションレンズの肉厚と屈折率を補正したものとなり、１次、２次投影指標像のボケを防止して投影指標像の位置を読み易くすることができる。
【００１４】
また、上記発明においては、前記第２の工程において、前記被検レンズの表面に塗布する液体が、前記被検レンズの屈折率と略等しい屈折率を有するマッチングオイルであることが好ましい。
このようにすることで、表面がＣＧ加工仕上がりのような砂目状である場合においても、表面が十分に研磨された被検レンズの場合と同様に、表面における光の散乱を最小限に抑えて、高精度に第１の結像位置の検出を行い、被検レンズの中肉を精度よく測定することができる。
【００１５】
また、本発明は、対物レンズと、該対物レンズの先端側に取り付けられ被検レンズの表面に押し当てられる測定アダプタと、投光光学系と、結像光学系と、該結像光学系の結像位置に配置されたアライメント指標と、観察光学系と、結像位置表示部とを備え、前記投光光学系が、光源と、該光源によって照明され、前記対物レンズの結像位置と共役な位置に配置された投影指標と、前記対物レンズの結像軸中に配置され、前記対物レンズに前記投影指標の投影光束を送るハーフミラーとを備え、前記結像光学系が、前記測定アダプタを介して前記投光光学系により被検レンズの裏面に向けて投光された前記投影光束が前記被検レンズの裏面で反射されることにより２次投影指標像を前記対物レンズの結像光路に形成し、前記観察光学系が、前記結像光学系により形成された前記２次投影指標像を観察するためのものであり、前記結像位置表示部が、前記観察光学系において前記２次投影指標像が合焦される際の前記対物レンズの結像位置を表示するレンズの中肉比較測定装置を提供する。
【００１６】
本発明によれば、対物レンズの先端側に取り付けた測定アダプタを被検レンズの表面に突き当てた状態で、光源から照明光を出射させると、前記投光光学系により被検レンズに向けて投光された投影指標光束が前記被検レンズの裏面で反射されて２次投影指標像が、結像光学系によって前記対物レンズの結像光路に形成され、観察光学系により観察される。この状態で観察光学系に２次投影指標像が合焦され、結像レンズが作る２次投影像位置が結像位置表示部に表示される。
【００１７】
したがって、例えば、まず、肉厚が既知の被検レンズの表面と略等しい面形状を有する基準レンズの表面に測定アダプタを突き当てて、対物レンズを光軸方向に移動させ、基準レンズの裏面に形成された１次投影指標像が当該裏面で反射して対物レンズの結像光路に形成された２次投影指標像がアライメント指標上に合焦されたときに対物レンズを固定し、次いで、被検レンズの表面に測定アダプタを突き当てて、観察光学系を移動させ被検レンズの裏面において反射して形成された２次投影指標像にピントを合わせる。このとき、観察レンズの移動量を結像位置表示部に表示させることにより、２つの結像位置が得られ、この対比によって被検レンズの中肉の厚さの差を精度よく測定することができる。
【００１８】
この工程中では、対物レンズと測定アダプタが固定されて、かつ、基準レンズを用いた際の観察光学系位置を記憶しておくことにより、基準レンズを用いるのは最初の１回だけでよい。
なお、被検レンズの光軸と中肉比較測定装置の光軸とが傾いて測定誤差を生むことが懸念されるが、投影指標像の周辺像のボケを光軸対称にするか、または接眼レンズを取り去り、対物レンズの瞳にできる丸い明部（例えば、図４の開口絞り１８の像）を対物レンズ枠の中心に移動させることによって解消できる。
【００１９】
この工程中、被検レンズの表面に被検レンズの屈折率と略等しい屈折率を有するマッチングオイルのような液体を塗布することにより、被検レンズの表面がＣＧ加工仕上がりのような砂目状である場合においても、表面が十分に研磨された被検レンズの場合と同様に、表面における光の散乱を最小限に抑えて、高精度に結像位置の検出を行い、被検レンズの中肉を精度よく測定することができる。水を利用しても多少指標像がぼけるが効果はある。
なお、本発明は、比較測定であるために、対物レンズの被検レンズ肉厚に対する補正量やコレクションレンズの肉厚、曲率半径、屈折率は正確さを必要とせず、ハンディタイプの中肉比較測定装置を提供できる。
【００２０】
また、上記発明においては、前記測定アダプタが、前記被検レンズと略同等の屈折率と、平面状の表面と、前記被検レンズの表面と相補的な裏面とを有するコレクションレンズを先端に備えることが好ましい。
このようにすることで、コレクションレンズの裏面を被検レンズの表面に密着させることができる。したがって、例えば、被検レンズの表面に被検レンズの屈折率と略等しい屈折率を有するマッチングオイルのような液体を塗布すれば、コレクションレンズと被検レンズとの間にマッチングオイルの薄く均等な層を形成して両者を隙間なく密着させ、コレクションレンズおよび被検レンズが一体的な光学部材であるかのように構成して、被検レンズの表面における散乱を抑え、さらに高精度に結像位置の検出を行うことが可能となる。
【００２１】
また、上記発明においては、前記対物レンズが、無限遠設計の開口数０．３〜０．５であることが望ましい。
開口数が小さすぎると、焦点深度が深くなり、合焦位置を高精度に検出することが困難になる一方、開口数が大きすぎると対物レンズの設計上ワーキングディスタンス（ＷＤ）が小さくなり、厚い肉厚のレンズ測定に支障をきたすほか、収差の補正も困難になる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、例えば、ＣＧ加工途中でも研磨皿に貼り付いたままの状態でレンズの中肉を測定することができ、レンズの剥がし、貼り付けの作業が不要となって、迅速なＣＧ補正加工を行なうことができる。その結果、ＣＧ加工の生産性を大幅に向上させるとともに、レンズの着脱に伴なう加工誤差も低減することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態に係るレンズの中肉比較測定方法について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るレンズの中肉比較測定方法は、被検レンズ１の中肉寸法を測定する方法であって、図１ａに示されるように、投影指標の１次投影指標像を物体に投影する無限遠補正された対物レンズ２と、該対物レンズ２の先端側に配置したコレクションレンズ３と、対物レンズ２により略平行光とされた被検レンズ側からの反射光を集光して２次投影指標像を結像させる結像レンズ７と、該結像レンズ７により、結像光学系光路に結像された２次投影指標像を観察する接眼レンズ８と、基準レンズ４とを用意する。
【００２４】
前記コレクションレンズ３は、対物レンズ２側に平坦な表面３ａを有し、被検レンズ１側に該被検レンズ１の表面１ａと相補的な形状の裏面３ｂを有する平凹レンズである。コレクションレンズ３は、被検レンズに密着してかつ、取り外し可能なように設けられている。基準レンズ４は、表面４ａおよび裏面４ｂが研磨加工され、既知の肉厚寸法と被検レンズ１の表面１ａと略等しい面形状を有している。
接眼レンズ８は、その合焦位置を目盛により読みとることができるようになっている。
【００２５】
本実施形態に係るレンズの中肉比較測定方法は、まず、図１（ａ）に示すように基準レンズ４の表面４ａにマッチングオイル６を薄く塗布してコレクションレンズ２の裏面３ｂを密着させ、対物レンズ２を光軸方向に移動して基準レンズ４の裏面４ｂ（符号４Ｐの位置）に対物レンズ２により投影指標の１次投影指標像を一致させた状態で、共役な結像位置（符号ｃの位置）に結像された２次投影指標像の位置を接眼レンズ８により測定する。この位置で対物レンズ２を固定する。
【００２６】
次いで、図１（ｂ）に示されるように、基準レンズ４に代えて、表面１ａにマッチングオイル６を塗布した被検レンズ１の表面１ａにコレクションレンズ３の裏面３ｂを密着させる。このとき、投影指標の１次投影指標像は、被検レンズ１の内部（符号４Ｐの位置）で像を結び、その後、光束は発散して被検レンズ１の裏面１ｂで反射し、対物レンズ側に戻る。このときの１次投影指標像は符号１Ｐの位置に形成されている。そして、２次投影指標像は、符号ｃの位置からずれた符号ｃ′の位置に形成される。したがって接眼レンズ８を光軸方向に移動させて、その焦点位置が符号ｃ′の位置となったときの目盛を読みとることにより、２次投影指標像の位置を測定することができる。
【００２７】
そのときの結像位置ｃ，ｃ′の差（ｃ−ｃ′）＝ΔＬ１を用いて、以下の式（１），（２）により、被検レンズ１の中肉ｔを測定することができる。
レンズの縦倍率は横倍率の２乗であり、かつ、基準レンズ４の裏面４ｂの位置４Ｐから１次投影指標像の位置１Ｐまではレンズ頂点付近の略平面部が反射面となるため、約２Δｔ１とすることができる。また、レンズの屈折率ｎを考慮すると、下式（１）、（２）が定義できる。
【００２８】
ΔＬ１＝２・（Δｔ１／ｎ）・β２                                （１）
ｔ＝ｔｍ＋Δｔ１                                              （２）
ここで、
β：光学系の倍率
ｎ：被検レンズ１の屈折率
Δｔ１：基準レンズ４の中肉に対する被検レンズ１の中肉の誤差
ｔｍ：基準レンズ４の中肉
ｔ：被検レンズ１の中肉
である。
【００２９】
例えば、被検レンズ１の屈折率ｎが１．５で、基準レンズ４よりも０．０１ｍｍだけ中肉が厚い場合を考えると、Δｔ１＝０．０１、ｎ＝１．５、ｆ１＝９ｍｍ（２０倍の対物レンズ２）、ｆ２（結像レンズ７の焦点距離）＝９０ｍｍを用いたとすると、β＝ｆ２／ｆ１として、式（３）に代入して像点位置ｃ，ｃ′の差（接眼レンズの移動量）ΔＬ１を計算すると、１．４ｍｍとなる。
ただし、本計算は概略値なので、実用時は、−０．０５〜０．０５までの間を０．０１とびにサンプルを作り像の移動量の表を作って使うのが良い。
また、この計算をさらに正確に行うには、光線追跡をすることになるが、あらかじめ、０．０１ずれたら目盛ではいくつの差になるか実測しておくのが良い。
【００３０】
すなわち、被検レンズ１の中肉が同じ値だけ変化すると、１次投影指標像は２倍移動することになり、かつ、２次投影指標像の移動量（ΔＬ１）は、光学系の倍率の２乗に比例した値だけ拡大されるために、高感度な測定が可能である。
【００３１】
また、本実施形態においては、被検レンズ１の表面１ａと相補的な裏面３ａ形状を有するコレクションレンズ３を基準レンズ４および被検レンズ１に突き当てることとしたが、これに代えて、図２および図３に示されるように、基準レンズ４の先端側に光軸方向に位置調節可能に設けられた金枠からなる測定アダプタ６を基準レンズ４および被検レンズ１の表面４ａ，１ａに突き当てることにしてもよい。
【００３２】
図２に示される例は、測定アダプタ６が空穴６ａを有する場合、図３に示される例は、測定アダプタ６がガラス平板６ｂを有する場合である。
また、コレクションレンズ３の裏面３ｂの形状を被検レンズ１の表面１ａに相補的な形状としたが、異なる曲率半径を有していてもよい。
【００３３】
図２の測定アダプタは、被検レンズ表面の曲率半径が大きい場合（ほぼ平面とみなされる）に用いられ、マッチングオイルを表面に点滴し、軽く拭取ればマッチングオイル５を薄く均等に延ばすことはでき被検レンズ１の表面１ａが砂目状の粗面であっても拡散光の発生を抑制し、対物レンズ２の焦点を被検レンズ１の裏面１ｂに一致させることができる。図３の測定アダプタは、ガラス平行板６ｂと被検レンズの間隔を０．２ｍｍ以下位に設計してこの間隔をマッチングオイルで満たす。
また、被検レンズ１の屈折率と略同等の屈折率を有するマッチングオイル５を用いたが、これに代えて、水等、他の液体を使用することにしてもよい。
【００３４】
次に、本発明の一実施形態に係るレンズの中肉比較測定装置１０について、図４を参照して以下に説明する。本実施形態の説明において、上述した一実施形態に係る中肉比較測定方法の説明と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る中肉比較測定装置１０は、略円筒状の装置本体１１に、対物レンズ１と、コレクションレンズ３と、投光光学系１２と、投光光学系とは等倍の結像光学系１３と、観察光学系１４と、アライメント指標２４と、結像位置表示部１５とを備えている。
【００３５】
投光光学系１２は、光源１６と、該光源１６からの光を均一に拡散する拡散板１７と、開口絞り１８および視野絞り１９と、投影指標２０（図８参照。）と、ハーフミラー２１とを備えている。
光源１６としては、例えば、可視域の緑などの単色ＬＥＤが採用されている。
投影指標２０としては、図５に示すような交点に開口があるネガの十字線チャート２０ａを挙げることができる。十字線チャート２０ａは、例えば、０．２mmの細線により描かれ中央にφ１〜φ２の穴を有している。投影指標２０は、結像光学系１３の焦点位置と共役な位置（視野絞り１９の位置Ａ）に配置されている。したがって、投光光学系１２内の十字線チャート２０ａが、対物レンズ２等を介して、測定される物体面に、対物レンズ２の焦点距離／結像レンズ１３ａの焦点距離の倍率で投影されるようになっている。
【００３６】
アライメント指標２４は、図６に示されるような十字線チャート２４ａにより構成されている。十字線チャート２４ａは、例えば、ガラス板からなる焦点板に、０．１ｍｍの黒色の細線により描かれている。アライメント指標２４は、結像光学系１３の結像位置に正確に配置されている。つまり、投影指標と対物レンズ像位置（焦点位置）とアライメント指標（結像レンズ焦点位置）は正確に共役となっている。
【００３７】
コレクションレンズ３は、被検レンズ１の表面１ａと相補的な形状（被検レンズの表面と正負が反対で略等しい曲率半径を有する形状）の裏面３ｂを有し、装置本体１１に固定されたアダプタ９を介して対物レンズ２の先端側に配置されている。
対物レンズ２は、回転リング２２を操作することにより、光軸方向にその位置を微調節することができるようになっている。また、対物レンズ２は微調節された位置において押しネジ２３によってその位置を固定することができるようになっている。
【００３８】
結像光学系１３は、対物レンズ２により集光された物体面からの反射光を集光して、アライメント指標２４付近に結像させる結像レンズ１３ａを備えている。
観察光学系１４は、アライメント指標２４付近に結像された物体面の２次投影指標像を観察するための接眼レンズ８を備えている。接眼レンズ８は、該接眼レンズ８を装置本体１１の末端に着脱可能に取り付けるキャップ２５に固定され、装置本体１１の末端に取り付けた接眼レンズ８を光軸方向に微調節する接眼レンズ回転枠８ｂを備えている。
前記像位置表示部１５は、前記接眼レンズ８の測定機構２６に設けられ、接眼レンズ８の光軸方向の位置を示す目盛（以下、目盛１５ともいう。）により構成されている。
【００３９】
前記十字線チャート２０ａが設けられた視野絞り１９の位置Ａは、アライメント指標２４が設けられた位置Ｂと、結像レンズ１３ａに関して共役な関係になっている。したがって、対物レンズ２等を介して、基準レンズ４の裏面４ｂに投影された十字線チャート２０ａの像が、物体面と共役な位置Ｂに配置されたアライメント指標２４の焦点板上に結像されるようになっている。
【００４０】
このように構成された本実施形態に係るレンズの中肉比較測定装置１０の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る中肉比較測定装置１０を用いて被検レンズ１の中肉を測定するには、まず、測定前準備として、測定機構２６を回転しキャップ２５の基準マーク２５ａと調整機構２６の目盛１５の基準マーク１５ａを一致させたうえで接眼レンズ８を光軸にそって移動させ、アライメント指標２４に接眼レンズ８のピントを合わせておく。
この作業は、作業者毎の視度の調整と基準位置の設定をするために行われる。
【００４１】
肉厚測定の基準となる表面形状と既知の中肉ｔｍを有する基準レンズ４の表面４ａに、マッチングオイル５を介してアダプタレンズ３の裏面３ａを密着させて、光源１６を点燈することにより、光源１６からの光が、拡散板１７、開口絞り１８、視野絞り１９上の投影指標２０を介してハーフミラー２１により偏向され、結像レンズ１３ａ、対物レンズ２およびコレクションレンズ３を介して、基準レンズ４の裏面４ｂに照射される。
【００４２】
この状態で、接眼レンズ８で観察しながら、対物レンズ２の回転リング２２を操作して、対物レンズ２を光軸方向に位置調節する。対物レンズ２の前方の焦点位置と共役な位置関係に配される視野絞り１９の位置Ａには、投影指標２０が設けられているので、対物レンズ２の焦点位置が基準レンズ４の裏面４ｂに一致すると、投影指標２０の十字線チャート２０ａが基準レンズ４の裏面４ｂに鮮明に投影され、その像が、コレクションレンズ３、対物レンズ２、結像レンズ１３ａ、ハーフミラー２１を介してアライメント指標２４上に結像されるようになる。
【００４３】
その位置で、押しネジ２３を締結して対物レンズ２の軸方向への移動を固定し、接眼レンズ８の位置を目盛１５により記録した後に、被検レンズ１の中肉比較測定を行う。
まず、被検レンズ１の表面１ａに、被検レンズ１の屈折率と略等しい屈折率を有するマッチングオイル５を塗布する。そして、図４に示されるように、マッチングオイル５を挟んでアダプタレンズ３の裏面３ｂを被検レンズ１の表面１ａに密着させる。図４に示す例では、被検レンズ１は研磨皿３０のレンズ貼り付け面３０ａに貼り付けられている。
【００４４】
この状態で、接眼レンズ８を介してアライメント指標２４付近に結像される十字線チャート２０ａの像を見ながら、測定機構２６により接眼レンズ８を光軸方向に移動させて、十字線チャート２０ａの像が鮮明に見えるようになる位置で、測定機構２６の目盛１５を読みとる。そして、上述した基準レンズ４における目盛１５の読みと被検レンズ１における目盛１５の読みとの差ΔＬ１をサンプルの実測値で作成した表と参照して中肉を決定する。
【００４５】
このように、本実施形態に係るレンズの中肉比較測定装置１０によれば、被検レンズ１を研磨皿３０から剥がすことなく、迅速に中肉を測定することができる。
なお、本実施形態では投影指標２０として十字線チャート２０ａを使用したが、これに代えて、特徴的なパターンから形成されたチャートまたはスリットであってもよい。あるいは、縁の像が明瞭に観察できるように高精度に穿孔加工された視野絞り１９であれば、投影指標２０を特別に用意しなくても、それで兼用することもできる。
【００４６】
また、対物レンズ２としては、開口数（ＮＡ）が小さすぎると、焦点深度が深くなって焦点位置を精密に合わせることが困難になる一方、開口数が大きくなると、対物レンズ２の設計上ワーキングディスタンス（ＷＤ）が小さくなり、厚い肉厚のレンズ測定に支障をきたすほか、収差の補正も困難になる。このため、対物レンズ２の開口数（ＮＡ）は、
０．３≦ＮＡ≦０．５
の範囲であることが好ましい。
【００４７】
また、コレクションレンズ３は、被検レンズ１の種類に応じて、いくつか用意しておき、例えば、レンズ枠付きのレンズユニットとして、装置本体１１に簡単に交換可能に取り付けられるような構造（不図示）にしておけば、より作業性が向上する。
また、光源１６としては、ＬＥＤに限らず、ハロゲンランプからのファイバ導光でもよい。さらに、可視域の半導体レーザー（ＬＤ）等を用いることもでき、さらに、観察光学系１４での目視による焦点検出に代えて、フォトダイオード、ＰＳＤ等の光センサを用いて、非点収差法、ナイフエッジ法、臨界角法等の公知の焦点検出手段を付加することもできる。これにより、より高速、高精度に焦点検出が可能となる。
【００４８】
また、本実施形態に係るレンズの中肉比較測定装置によれば、特許文献２に記載の方法のように貼りつけ皿の中心に貼りつけられたレンズのみの測定ではなく、貼りつけられたレンズ全ての測定が可能になる。しかも、小型でハンディな装置を実現できる。
また、基準レンズ４に比較しての測定であり、大きな変位量を測定する必要がなく、装置自体も対物レンズ２とコレクションレンズ３とが一体的に固定され、測定誤差も少なくできし、被検レンズ１の裏面１ｂで反射した２次投影指標像を測定対象としていることから、肉厚を直接測定するときの２倍の変位量を測定する利点も出る。
【００４９】
ここで、焦点深度（ｄｏｆ）は、一般に、
ｄｏｆ＝（１／２）・λ／ＮＡ２        （１）
と表され、λ＝０．６μｍとして
ＮＡ＝０．３        ｄｏｆ＝３μｍ（巾で６μｍ）
＝０．４              ＝２μｍ（巾で４μｍ）
＝０．５              ＝１．２μｍ（巾で２．４μｍ）
程度となる。
一般に、レンズの肉厚は、カメラレンズでは±０．０３ｍｍ、顕微鏡レンズでは±０．０１ｍｍ位で管理される。よって、分解能としては１／１０位を目処としている。
【００５０】
また、上記発明においては、前記対物レンズ２の肉厚補正量ｔが、前記被検レンズ１の中心肉厚ｔ１および前記コレクションレンズ３の中心肉厚ｔ２として、ｔ＝ｔ１＋ｔ２の関係を有することが望ましい。
対物レンズ２の先端と物体位置の間のワーキングディスタンスに平行ガラス板を置いて物体像を観察することは、生物標本の固定に用いられるカバーガラスが最も一般的である。このとき、対物レンズ２はこのカバーガラスの板厚（例えば、０．１７ｍｍ）を補正して設計される。
【００５１】
最近は、液晶パネルの検査用にこのような対物レンズ２が使用される。液晶パネルは厚さ０．３〜１．０ｍｍの基板ガラス板にＩＣパターンが作られるが、このパターンをガラス越しに観察するためにこのような対物レンズ２が市販されている。
こうしたレンズは、ワーキングディスタンス内に、ある厚さ（ｔ０）のガラス板があるとしてレンズ設計がなされ、基板ガラス厚がｔ４のときは、対物レンズ２の先にｔ３＝ｔ０−ｔ４の厚さをもつコレクションキャップが取り付けられる。
【００５２】
つまり、基板の厚さに応じた厚さのコレクションキャップが用意されている。本発明でも同様な考え方で、コレクションレンズ３が用意される。
本発明でも、同様な考え方で対物レンズ２は設計される。被検レンズ１の裏面１ｂが球面であっても、測定に使用する部分は球面の頂点の狭い部分であり、ほぼ平面と考えてよいからである。
ただし、無数に異なる被検レンズ１の肉厚に対応してコレクションレンズ３が用意される必要はまったくない。
【００５３】
発明者は厚さ補正なしの２種類の対物レンズ２で以下のような実験を行った。
サンプル：厚さ１ｍｍと２ｍｍの片面研磨、片面８００番砂目ガラス板
液体    ：顕微鏡用イマージョンオイル（砂目面に薄く塗布）
測定装置：顕微鏡（接眼レンズ１０倍）
対物レンズ：１０倍レンズ：ＮＡ０．２５、ＷＤ２１ｍｍ
２０倍レンズ：ＮＡ０．３５、ＷＤ２１ｍｍ
を用いて、ガラス板の砂目面越しに研磨面の傷を観察した。
【００５４】
その結果、
１０倍レンズ：傷の像は双方のサンプルで明瞭に見え、ピント合わせ幅は７μｍと１８μｍ
２０倍レンズ：傷の見えは劣るものの、ピント合わせ幅は６μｍと８μｍ
であった。
つまり、肉厚補正がなくても２ｍｍ厚位のレンズであれば測定できると判断でき、ｔ３＋ｔ４がｔ０に略一致すればよいとの結論を得た。一般的なレンズの中肉が１ｍｍから５ｍｍくらいとすると、コレクションレンズ３を２ｍｍと４ｍｍくらいで補正した２つを準備しておけばよい。
【００５５】
この結果はまた、コレクションレンズ３の屈折率も被検レンズ１に略一致していればよいとの結論となった。一般的なレンズの屈折率を１．５から１．７とすると１．５５と１．６５について補正したものを用意しておけばよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るレンズの中肉比較測定方法を説明する図であり、（ａ）基準レンズの裏面に合焦させた状態、（ｂ）被検レンズの裏面に合焦させた状態をそれぞれ示す図である。
【図２】図１の中肉比較測定方法に使用されるアダプタレンズの変形例を示す図である。
【図３】図１の中肉比較測定方法に使用されるアダプタレンズの他の変形例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るレンズの中肉比較測定装置を示す縦断面図である。
【図５】図４の中肉比較測定装置に備えられる投影指標の一例を示す図である。
【図６】図４の中肉比較測定装置に備えられるアライメント指標の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
ｃ  第１の結像位置
ｃ′  第２の結像位置
ｔ  中肉
１  被検レンズ
１ａ  表面
２  対物レンズ
３  コレクションレンズ（測定アダプタ）
３ａ  表面
３ｂ  裏面
４  基準レンズ
４ａ  表面
４ｂ  裏面
５  マッチングオイル（液体）
６  測定アダプタ
８  接眼レンズ（観察光学系）
８ｂ  接眼レンズ回転枠
１０  中肉比較測定装置
１２  投光光学系
１３  結像光学系
１３ａ  結像レンズ（結像光学系）
１４  観察光学系
１５  目盛（結像位置表示部）
１６  光源
２０  投影指標
２０ａ  十字線チャート（投影指標）
【図１】
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【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】
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