JPH04113003U - 曲率半径測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ レンズ等の被測定物を基準環に当接させて、
曲率半径を測定する際に、均一な当接を可能として高精
度な測定を行う。 ［構成］ 基準環２の中心部に接触端子３を挿入し、接
触端子３の直線方向の変位量をダイヤルゲージ１から読
取る。測定はレンズ６を基準環２の開口端に当接させ
て、接触端子３を変位させる。基準環２にチューブ４を
介して定圧装置５を接続し、レンズ６の当接時に基準環
２内を減圧状態とする。減圧状態の基準環に対し、レン
ズ６は均一な力で当接するため、測定精度が向上する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、レンズなどの被測定物の曲率半径を測定する曲率半径測定装置に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

レンズなどの光学部材は光学面の曲率を高精度に保持する必要があり、その製 造工程中に光学面の測定を行っている。このレンズ球面などの光学面の測定はグ ラインデイング，スムージング，ポリシングなどの工程毎に、その方法が相違す るのが一般的である。例えばグラインデイング工程やスムージング工程では、球 面計と総称されるリングフェロメータによるニュートン原器との比較により行っ ており、この測定精度の向上のため、エアーマイクロメータ，電気マイクロメー タなどが使用されている。また、スムージング工程では、ニュートン原器やレー ザー干渉計による測定および検査も行われる。

【０００３】 図４は従来より使用されている曲率半径測定装置を示し、下方に開口端を有し た基準環４２と、基準環４２の上方に位置するダイヤルゲージ４１とを備えてい る。ダイヤルゲージ４１は基準環４２の中心部分に挿入される接触端子４３を備 えており、測定対象となるレンズを基準環４２の開口端に当接させると、接触端 子４３がレンズ面に当接して直線方向に変位し、この変位量をダイヤルゲージ４ １が表示するようになっている。かかる装置によって凸レンズの曲律半径Ｒを計 測する場合、Ｒ＝（（Ｄ1 ／２）2 ＋ｈ12）／２ｈ1 により求めることができる 。上式において、Ｄ1 は凸レンズのレンズ面が当接する基準環４２の内側の直径 、ｈ1 は基準環４２の開口端から変位する接触端子４３の変位量である。測定対 象が凹レンズの場合、そのレンズ面が基準環４２の外側に当接するため、基準環 ４２の外側の直径Ｄ2 を上式に代入すると共に、凹レンズよる接触端子４３の変 位量ｈ2 を上式に代入することにより測定することができる。このような曲率半 径測定装置を使用した生産現場での測定は、基準球面を用意しておき、この基準 球面との相対測定を各工程毎に作業者が行うようになっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら従来装置では、レンズ等の被測定物を基準環に当接させる作業を 作業者が行っているため、押し当て時の圧力を一定にすることができず、測定誤 差が大きく、正確な測定を行うことが難しい。また、被測定物の全面を基準環の エッジ部に均一に接触させることが困難であり、押し当て力が不均一になると、 部分的に強く押し当てられた測定面に傷や等が生じていた。さらに、被測定物と 基準環との接触部位に異物が介在している場合には、正確な曲率測定を行うこと ができない問題を有していた。

【０００５】 本考案は上記事情に鑑みてなされたものであり、被測定物を基準環に均一に当 接させることができると共に、正確に測定を行うことが可能な曲率半径測定装置 を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案の曲率半径測定装置は、被測定物の測定面が当接する開口端を有した基 準環と、この基準環の中心に位置するように基準環内に挿入されて前記開口端へ の被測定物の当接で直線方向に変位する接触端子を有し、当該接触端子の変位量 を検出するスケールと、前記基準環内を減圧状態として被測定物を基準環に当接 させる吸引手段とを備えていることを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

上記構成では吸引手段により基準環内を減圧状態とし、この減圧状態で被測定 物を基準環に当接させる。これにより基準環内が一定の圧力となっているため、 被測定物が基準環境に均一に当接し、精度の良い測定が可能となる。また、基準 環と被測定物との接触部位に異物が介在していると、所定の減圧値まで達しない ため、この減圧値をモニターすることにより異物介在の有無を検出することがで きる。

【０００８】

【実施例１】 図１は本考案の実施例１を示し、被測定物であるレンズ６が当接する基準環２ と、スケールとしてのダイヤルゲージ１とを備えている。ダイヤルゲージ１は基 準環２の中心部分に挿入された接触端子３を有している。基準環２は下方が開口 端となっており、この開口端にレンズ６が当接すると、接触端子３が直線方向に 変位し、この変位量をダイヤルゲージ１が表示する。これによりレンズ面の曲率 半径の測定を行うことができる。以上の構成に加えて、本実施例では吸引手段が 設けられている。吸引手段は基準環２の上部にコネクター１６により接続された チューブ４と、このチューブ４にコネクター１７を介して連結された低圧装置５ とにより構成されている。低圧装置５は真空吸引によって基準環２内を減圧状態 とすると共に、その減圧による基準環２内の負圧値を維持するように作動する。

【０００９】 このような構成では、基準環２内の空気がチューブ４を介して空圧装置５によ って吸引されるので、レンズ６を基準環２の開口端に近づけるだけで、レンズ６ が基準環２内の負圧によって吸引されて、基準環２の開口端面に押し付けられて 当接する。

【００１０】 この当接は、基準環２内の負圧により一定の圧力で行われるので、レンズ６は 常に所定の吸引力で位置決めされる。このため作業者が当接させる押圧力の相違 による測定値のバラツキがなくなり、精度の高い測定を行うことができる。また 、操作ミスによってレンズ６が部分的に強く基準環２に当接することがないため 、レンズ６が傷付いたり、欠けることがなくなる。さらには基準環２とレンズ６ との接触部位に異物が介在している場合、これを検知することができる。すなわ ち異物が介在していると、所定の負圧まで達しないため、定圧装置５で負圧をモ ニターすることにより異物の有無を検出ができる。そして、この異物の検出の後 、除去を行って測定することにより、正確な測定を行うことができる。

【００１１】

【実施例２】 図２は本考案の実施例２を示し、実施例１と同一の要素は同一の符号で対応さ せてある。この実施例２では開口端が上向きとなった基準環２と基準環２の中心 部分に挿入された接触端子３とにより球面計２０が構成されており、この球面計 ２０がアーム７の先端部分に保持されている。アーム７の基端部分はインデック ス１８の回転軸に連結されて回転する。このアーム７の回転領域にはマスターレ ンズ８を保持したアダプター軸９と、測定対象となるレンズ６を保持したレンズ ホルダー１０とが配設されている。レンズホルダー１０はワ−ク軸１２下端部に 取り付けられており、図示しない減圧装置に接続され、レンズ６を吸着保持する 。さらに、このレンズホルダー１０の下方にはレンズ６を研削・研磨する砥石１ ３が下軸１４に取り付けられた状態で配置されている。なお、マスターレンズ８ を保持したアダプター軸９およびレンズ６を保持するためのワ−ク軸１２はシリ ンダー（図示省略）により上下動可能となっている。また、レンズ６との近接位 置には、レンズ６に空気を噴き付けるノズル１５が設けられている。さらに、接 触端子３はコードを介して曲率測定器１１に接続されている。この曲率測定器１ １は、接触端子３の変位量を検出すると共に、その変位量からレンズ６の曲率半 径を計測して、デジタル表示する構成となっている。

【００１２】 次に上記構成の作動について説明する。

【００１３】 レンズｂはカーブジェネレータ工程から搬送手段（図示省略）によりレンズホ ルダー１０に搬送され、減圧装置の作動によってレンズホルダー１０に吸着保持 される。次にアーム７がモーターの駆動により回転してマスターレンズ８下方の 測定位置まで移動する。このときマスターレンズ８はアダプター軸９に保持され て定位置に配置されている。アーム７がマスターレンズ８下方の測定位置に達す ると、シリンダーによってアダプター軸９が下降し、マスターレンズ８はアーム ７先端部に保持されている球面計２０にスピードを落としながら当接し、曲率測 定器１１により曲率半径が測定される。この測定が終了するとアダプター軸９は シリンダーにより上昇し、下降前の定位置に復帰する。その後、インデックス１ ８の回転軸に取付けられたアーム７がモーターの駆動によって回転して球面計２ ０がワ−ク軸１２真下に位置する。これによりワ−ク軸１２はスピードをコント ロールできる装置（図示省略）によりスピードを落としながら下降するため、レ ンズ６が球面計２０に当接する。そして、減圧装置が停止し、レンズホルダー１ ０によるレンズ６の吸着保持が解除し、レンズ６が球面計２０上に自重で載置す る。このとき基準環２内の空気を空圧装置５によって吸引し、レンズ６を基準環 ２の開口端面に吸着させ、曲率測定器１１により曲率半径を測定する。このレン ズ６の曲率の測定値と先に測定を行ったマスターレンズ８の測定値との差を曲率 測定器１１により自動計測する。

【００１４】 以上のようなカーブジェネレータ加工面の測定が終了した後は、空圧装置５に よる基準環２内の空気の吸引が解除され、レンズ６はレンズホルダー１０に吸着 保持され、ワ−ク軸１２は上昇して定位置に復帰すると共に、アーム７はモータ ー駆動により定位置に復帰する。その後、ワ−ク軸１２が下降してレンズ６が砥 石１３に接触し、下軸１４の回転機構および揺動機構（図示省略）によりレンズ ６の研削・研磨加工を行う。所定時間の加工の後、ワ−ク軸１２が上昇して定位 位置に復帰し、ノズル１５からエアーがレンズ６に吹きつけられ、レンズ６を洗 浄する。上記研削・研磨加工中にアダプター軸９はシリンダーの駆動により下降 して、マスターレンズ８がアーム７先端部に保持されている球面計２０にスピー ドを落としながら当接し、曲率測定器１１により曲率半径の測定が行われる。こ の測定が終了するとアダプター軸９が上昇して定位置に復帰すると共に、アーム ７が研削・研磨加工を終了したレンズ６の測定位置まで移動する。これにより上 記カーブジェネレータ加工面の曲率半径の測定と同様な手順で曲率半径の測定を 行う。

【００１５】 本実施例によれば、レンズ６は曲率半径の測定時に空圧装置５の吸引力によっ て基準環２の開口端面に一定の圧力で押し付けられるので、曲率の測定を自動的 に、かつ、高精度に行うことができる。このため、レンズ曲率の測定に要してい た人員，工数等を大幅に削減することができる。さらに上記構成に加えて、曲率 測定器１１に接続される球面計２０をカーブジェネレータ加工機およびレンズ加 工を行う全体の装置を制御するラインコントローラーに接続することにより、カ ーブジェネレータ加工後および研削・研磨加工後のレンズの曲率半径の自動計測 および自動補正を行うことができる。

【００１６】

【実施例３】 図３は本考案の実施例３を示し、前記実施例２と同一の要素は同一の符号で対 応させてある。この実施例３では球面計２０が垂直方向のシリンダ２１の下端部 に取り付けられると共に、このシリンダ２１が取付台２２に取り付けられ、この 取付台２２が水平方向のシリンダ２３に取り付けられている。これにより球面計 ２０は上下および前後方向に移動可能となっている。また、これらを支持する基 台２７にはロータリーシリンダ２５が取り付けられると共に、レンズ６を搬送す るコンベアベルト２６が近接位置されている。ロータリーシリンダ２５には回転 アーム２８が取り付けられており、この回転アーム２８には減圧によってレンズ ６を吸着する吸着片２４が取り付けられている。なお、球面計２０の接触端子３ が曲率測定器１１に接続されて、その変位量により曲率半径が計測されると共に 、基準境２はチューブ４を介して定圧装置５に接続されている。

【００１７】 この構成では、コンベアベルト２６によりレンズ６が搬送されてくると、ロー タリーシリンダ２５の作動によって回転アーム２８が９０°回動して、吸着片２ ４がレンズ６に当接する。これによりレンズ６が吸着片２４に吸着保持され、そ の後、回転アーム２８はロータリーシリンダー２５により１８０°回動し、レン ズ６を球面計２０真下の測定位置まで移動させる。レンズ６が球面計２０真下の 測定位置までくると、シリンダー２１の作動によって球面計２０がレンズ６に当 接する。このとき吸着片２４の吸着保持をエアー吸引の停止により解除すると共 に、基準環２内の空気を空圧装置５によって吸引し、レンズ６を基準環２の開口 端面に吸着させる。

【００１８】 これにより、曲率測定器１１によりレンズ６の曲率半径を測定する。測定が終 了すると、球面計２０はレンズ６を吸着したままでシリンダー２１により、あら かじめ設定された高さまで上昇する。そして、シリンダー２３が作動してレンズ ６がコンベアベルト２６の直上に位置するように取付台２２が水平移動する。そ して球面計２０はシリンダー２１の作動によって下降し、レンズ６がコンベアベ ルト２６に当接する。このとき、基準環２に吸引保持されているレンズ６を定圧 装置５のエアー吸引の停止により解除して、レンズ６をコンベア上に移載する。 この作動が終了すると球面計２０はシリンダー２１の作動により上昇し、さらに シリンダー２３の作動により水平移動して元の位置に復帰すると共に、回転アー ム２８もロータリーシリンダー２５の作動により９０°回動して元の位置に復帰 する。

【００１９】 本実施例によれば、レンズ６は曲率測定時に空圧装置５の吸引力によって基準 環２の開口端面に一定の圧力で当接するので曲率半径の測定を高精度かつばらつ きなく行うことができると共に、レンズ反転装置内で自動的に測定を行うことが できるため、レンズの曲率半径の測定に要する人員，工数等を大幅に削減できる 。さらに、本実施例では、球面計２０の真下にマスターレンズ８を配置し、レン ズ６が回転アーム２８により搬送される以前に、球面計２０をシリンダー２１に より下降させて、マスターレンズ８に当接させ、曲率測定器１１によりマスター レンズ８の曲率を測定することができる。これにより、マスターレンズ８との比 較測定が可能となるため、より高精度な曲率半径の測定を行うことができる。

【００２０】

【考案の効果】

本考案は被測定物を基準環の開口端に当接して曲率半径を測定するに際して、 吸引手段によって基準環内を減圧状態として均一な当接を行うため、確実で正確 な当接を行うことができ、高精度の測定を行うことができると共に、被測定物を 傷つけることがない。また、基準環と被測定物との接触位置の異物の有無を検出 することもでき、異物介在による測定精度の低下を防止することができる。

【提出日】平成３年７月４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】 図４は従来より使用されている曲率半径測定装置を示し、下方に開口端を有し た基準環４２と、基準環４２の上方に位置するダイヤルゲージ４１とを備えてい る。ダイヤルゲージ４１は基準環４２の中心部分に挿入される接触端子４３を備 えており、測定対象となるレンズを基準環４２の開口端に当接させると、接触端 子４３がレンズ面に当接して直線方向に変位し、この変位量をダイヤルゲージ４ １が表示するようになっている。かかる装置によって凸レンズの曲律半径Ｒを計 測する場合、Ｒ＝（（Ｄ₁ ／２）² ＋ｈ₁ ²）／２ｈ₁ により求めることができる 。上式において、Ｄ₁ は凸レンズのレンズ面が当接する基準環４２の内側の直径 、ｈ₁ は基準環４２の開口端から変位する接触端子４３の変位量である。測定対 象が凹レンズの場合、そのレンズ面が基準環４２の外側に当接するため、基準環 ４２の外側の直径Ｄ₂ を上式に代入すると共に、凹レンズよる接触端子４３の変 位量ｈ₂ を上式に代入することにより測定することができる。このような曲率半 径測定装置を使用した生産現場での測定は、基準球面を用意しておき、この基準 球面との相対測定を各工程毎に作業者が行うようになっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例１の正面図。

【図２】本考案の実施例２の断面図。

【図３】本考案の実施例３の斜視図。

【図４】従来装置の正面図。

【符号の説明】

１ ダイヤルゲージ ２ 基準環 ３ 接触端子 ４ チューブ ５ 定圧装置 ６ レンズ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物の測定面が当接する開口端を有
   した基準環と、この基準環の中心に位置するように基準
   環内に挿入されて前記開口端への被測定物の当接で直線
   方向に変位する接触端子を有し、当該接触端子の変位量
   を検出するスケールと、前記基準環内を減圧状態として
   被測定物を基準環に当接させる吸引手段とを備えている
   ことを特徴とする曲率半径測定装置。