JPH0989507A - 簡易球面計用リング - Google Patents
簡易球面計用リングInfo
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- JPH0989507A JPH0989507A JP26773695A JP26773695A JPH0989507A JP H0989507 A JPH0989507 A JP H0989507A JP 26773695 A JP26773695 A JP 26773695A JP 26773695 A JP26773695 A JP 26773695A JP H0989507 A JPH0989507 A JP H0989507A
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- spherical surface
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- radius
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単にしかも正確に球面の曲率半径を測定で
きるようにする。 【解決手段】 一端側に開放部を有する円筒状の簡易球
面計用リング（以下、「リング」という。）１の開放部
１ａにおける外周縁部にＲ面取り部１ｃからなる接触部
が形成されたものであって、その底壁部１ｂには固定部
材３を介してダイヤルゲージ２の非可動部が取付けられ
ており、軸方向に移動自在な触針４の位置がダイヤルゲ
ージ２の目盛りに表示されるように構成されている。凹
球面７に対し、Ｒ面取り部１ｃが第１の接触点５で接触
するとともに触針４が第２の接触点６で接触し、第１の
接触点５が形成する半径Ｒｍの円断面に対する第２の接
触点６の高さＨを測定する。
きるようにする。 【解決手段】 一端側に開放部を有する円筒状の簡易球
面計用リング（以下、「リング」という。）１の開放部
１ａにおける外周縁部にＲ面取り部１ｃからなる接触部
が形成されたものであって、その底壁部１ｂには固定部
材３を介してダイヤルゲージ２の非可動部が取付けられ
ており、軸方向に移動自在な触針４の位置がダイヤルゲ
ージ２の目盛りに表示されるように構成されている。凹
球面７に対し、Ｒ面取り部１ｃが第１の接触点５で接触
するとともに触針４が第２の接触点６で接触し、第１の
接触点５が形成する半径Ｒｍの円断面に対する第２の接
触点６の高さＨを測定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ、ビデオ等
に用いられる球面レンズ、あるいは軸対称の非球面レン
ズの曲率半径あるいは近似曲率半径を簡易的に測定する
ための簡易球面計（リングスフェロメータ）に用いられ
る簡易球面計用リングに関するものである。
に用いられる球面レンズ、あるいは軸対称の非球面レン
ズの曲率半径あるいは近似曲率半径を簡易的に測定する
ための簡易球面計（リングスフェロメータ）に用いられ
る簡易球面計用リングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の簡易球面計は、図６の（ａ）に示
すように、一端側に開放部を有する円筒状の簡易球面計
用リング（以下、「リング」という。）１０１と、リン
グ１０１の底壁部１０１ｂに固定部材１０３を介して取
付けられたダイヤルゲージ等の微小変位計１０２と、軸
方向に移動自在な触針１０４を備えており、リング１０
１の開放部１０１ａの外周縁部１０５および内周縁部１
０６には鋭利なエッジ部が形成されている（実開平４−
１１３００３号公報参照）。
すように、一端側に開放部を有する円筒状の簡易球面計
用リング（以下、「リング」という。）１０１と、リン
グ１０１の底壁部１０１ｂに固定部材１０３を介して取
付けられたダイヤルゲージ等の微小変位計１０２と、軸
方向に移動自在な触針１０４を備えており、リング１０
１の開放部１０１ａの外周縁部１０５および内周縁部１
０６には鋭利なエッジ部が形成されている（実開平４−
１１３００３号公報参照）。
【０００３】この従来の簡易球面計の測定原理について
説明すると、図７に示すように、リング１０１によって
決定される球面１３０の直径Ｄの一端面の円に対する球
面の頂点１３１の高さＨが球面の曲率半径Ｒによって異
なることを利用し、マスターとなる球面原器（不図示）
および被測定球面それぞれの前記高さＨを測定し、両者
の前記高さＨの差△Ｈと、干渉計等により予め測定した
球面原器の曲率半径から、被測定球面の曲率半径を計算
する。
説明すると、図７に示すように、リング１０１によって
決定される球面１３０の直径Ｄの一端面の円に対する球
面の頂点１３１の高さＨが球面の曲率半径Ｒによって異
なることを利用し、マスターとなる球面原器（不図示）
および被測定球面それぞれの前記高さＨを測定し、両者
の前記高さＨの差△Ｈと、干渉計等により予め測定した
球面原器の曲率半径から、被測定球面の曲率半径を計算
する。
【０００４】（凹球面の場合）凹球面の曲率半径を測定
する場合、図６の（ｂ）に示すように、リング１０１の
解放部１０１ａの外周縁部１０５が凹球面１０９と第１
の接触点１０７で接触し、触針１０４が凹球面１０９と
第２の接触点１０８で接触し、第１の接触点１０７が構
成する半径Ｒ1 の円断面に対する第２の接触点１０８、
つまり凹球面１０９の底の部分の高さＨを測定する。球
面原器と被測定球面とについて上述の測定を行なって、
両者の高さＨの差△Ｈを求め、被測定球面の曲率半径Ｒ
を次式により計算する。
する場合、図６の（ｂ）に示すように、リング１０１の
解放部１０１ａの外周縁部１０５が凹球面１０９と第１
の接触点１０７で接触し、触針１０４が凹球面１０９と
第２の接触点１０８で接触し、第１の接触点１０７が構
成する半径Ｒ1 の円断面に対する第２の接触点１０８、
つまり凹球面１０９の底の部分の高さＨを測定する。球
面原器と被測定球面とについて上述の測定を行なって、
両者の高さＨの差△Ｈを求め、被測定球面の曲率半径Ｒ
を次式により計算する。
【０００５】 Ｒ＝（Ｈ2 ＋Ｒ1 2）／２・Ｈ・・・・（１） Ｈ＝Ｒ0 −ＳＱＲ（Ｒ0 2−Ｒ1 2）−△Ｈ・・・・（２） ここで、Ｒ：被測定球面の曲率半径 Ｈ：被測定球面の頂点の高さ Ｒ0 ：球面原器の曲率半径 Ｒ1 ：リングの半径（外周縁部の半径） △Ｈ：球面原器と被測定球面の頂点の高さの差 （凸球面の場合）凸球面の曲率半径を測定する場合、図
６の（ｂ）に示すように、リング１０１の解放部１０１
ａの円周縁部１０６が凸球面１１０と第１の接触点１１
１で接触し、触針１０４が凸球面１１０と第２の接触点
１１２で接触し、第１の接触点１１１が構成する半径Ｒ
2 の円断面に対する第２の接触点１１２、つまり凸球面
の頂点の部分の高さＨを測定する。球面原器と被測定球
面とについて上述の測定式を行なって、両者の前記高さ
Ｈの差△Ｈを求め、被触定球面の曲率半径Ｒを次式によ
り計算する。
６の（ｂ）に示すように、リング１０１の解放部１０１
ａの円周縁部１０６が凸球面１１０と第１の接触点１１
１で接触し、触針１０４が凸球面１１０と第２の接触点
１１２で接触し、第１の接触点１１１が構成する半径Ｒ
2 の円断面に対する第２の接触点１１２、つまり凸球面
の頂点の部分の高さＨを測定する。球面原器と被測定球
面とについて上述の測定式を行なって、両者の前記高さ
Ｈの差△Ｈを求め、被触定球面の曲率半径Ｒを次式によ
り計算する。
【０００６】 Ｒ＝（Ｈ2 ＋Ｒ2 2）／２・Ｈ・・・・（３） Ｈ＝Ｒ0 −ＳＱＲ（Ｒ0 2−Ｒ2 2）−△Ｈ・・・・（４） ここで、Ｒ：被測定球面の曲率半径 Ｈ：被測定球面の頂点の高さ Ｒ0 ：球面原器の曲率半径 Ｒ2 ：リングの半径（内周縁部の半径） △Ｈ：球面原器と被測定球面の頂点の高さの差
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術では、リングの開放部の外周縁部および内周縁部
に鋭利なエッジ部が形成されているため、以下のような
問題点があった。
の技術では、リングの開放部の外周縁部および内周縁部
に鋭利なエッジ部が形成されているため、以下のような
問題点があった。
【０００８】 測定を重ねるうちに、エッジ部が摩耗
し、基準となる「球面の一断面の円」の半径が被測定球
面の曲率半径の違いによって異なる場合があるため、マ
スターとなる球面原器との正確な比較測定が行なえな
い。
し、基準となる「球面の一断面の円」の半径が被測定球
面の曲率半径の違いによって異なる場合があるため、マ
スターとなる球面原器との正確な比較測定が行なえな
い。
【０００９】 測定開始当初はエッジ部が鋭利である
ために、被測定球面の表面に傷をつける場合がある。
ために、被測定球面の表面に傷をつける場合がある。
【００１０】 エッジ部が鋭利であるために、被測定
球面の一部分にわずかなうねり、突起、窪み等があっ
て、これらの部分にエッジ部がたまたま当たると、正確
な測定値が得られない場合がある。特に、球面を加工す
るための球面形状を有する総型工具の曲率半径の測定に
簡易球面計を使用する際には、この総型工具には突起あ
るいは窪み等が多数分散して存在しているため、その傾
向は顕著である。
球面の一部分にわずかなうねり、突起、窪み等があっ
て、これらの部分にエッジ部がたまたま当たると、正確
な測定値が得られない場合がある。特に、球面を加工す
るための球面形状を有する総型工具の曲率半径の測定に
簡易球面計を使用する際には、この総型工具には突起あ
るいは窪み等が多数分散して存在しているため、その傾
向は顕著である。
【００１１】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであって、簡単にしかも正確に球
面の曲率半径を測定することができる簡易球面計用リン
グを実現することを目的とするものである。
に鑑みてなされたものであって、簡単にしかも正確に球
面の曲率半径を測定することができる簡易球面計用リン
グを実現することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の簡易球面計測用リングは、簡易球面計に用
いられる一端側に開放部を有する円筒状の簡易球面計用
リングにおいて、前記開放部の外周縁部には、被測定凹
球面に当接されるＲ面取り部からなる接触部が形成され
ていることを特徴とするものである。
め、本発明の簡易球面計測用リングは、簡易球面計に用
いられる一端側に開放部を有する円筒状の簡易球面計用
リングにおいて、前記開放部の外周縁部には、被測定凹
球面に当接されるＲ面取り部からなる接触部が形成され
ていることを特徴とするものである。
【００１３】また、簡易球面計に用いられる一端側に開
放部を有する円筒状の簡易球面計用リングにおいて、前
記開放部の内周縁部には、被測定凸球面に当接されるＲ
面取り部からなる接触部が形成されていることを特徴と
するものである。
放部を有する円筒状の簡易球面計用リングにおいて、前
記開放部の内周縁部には、被測定凸球面に当接されるＲ
面取り部からなる接触部が形成されていることを特徴と
するものである。
【００１４】さらに、簡易球面計に用いられる一端側に
開放部を有する円筒状の簡易球面計用リングにおいて、
前記開放部の外周縁部には、被測定凹球面に当接される
Ｒ面取り部からなる接触部が形成されているとともに、
前記開放部の内周縁部には、被測定凸球面に当接される
Ｒ面取り部からなる接触部が形成されていることを特徴
とするものである。
開放部を有する円筒状の簡易球面計用リングにおいて、
前記開放部の外周縁部には、被測定凹球面に当接される
Ｒ面取り部からなる接触部が形成されているとともに、
前記開放部の内周縁部には、被測定凸球面に当接される
Ｒ面取り部からなる接触部が形成されていることを特徴
とするものである。
【００１５】加えて、簡易球面計に用いられる一端側に
開放部を有する円筒状の簡易球面計用リングにおいて、
前記開放部の内周縁部には被測定凸球面に当接されるＣ
面取り部からなる接触部が形成されていることを特徴と
するものである。
開放部を有する円筒状の簡易球面計用リングにおいて、
前記開放部の内周縁部には被測定凸球面に当接されるＣ
面取り部からなる接触部が形成されていることを特徴と
するものである。
【００１６】また、少なくとも接触部が、セラミックス
からなるものとしたり、接触部には、硬質薄膜が蒸着さ
れたものとすると効果的である。
からなるものとしたり、接触部には、硬質薄膜が蒸着さ
れたものとすると効果的である。
【００１７】
【作用】円筒状の簡易球面計用リングの凸球面または凹
球面からなる被測定球面に当接される接触部がＲ面取り
部またはＣ面取り部であるために、被測定球面との接触
が柔かくなる。その結果、接触部の摩耗が少なくなり、
また、接触部が摩耗した場合にもその影響が小さくな
る。
球面からなる被測定球面に当接される接触部がＲ面取り
部またはＣ面取り部であるために、被測定球面との接触
が柔かくなる。その結果、接触部の摩耗が少なくなり、
また、接触部が摩耗した場合にもその影響が小さくな
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００１９】（第１実施例）本実施例の簡易球面計用リ
ングは、図１の（ａ）に示すように、一端側に開放部を
有する円筒状の簡易球面計用リング（以下、「リング」
という。）１の開放部１ａにおける外周縁部にＲ面取り
部１ｃからなる接触部が形成されたものであって、その
底壁部１ｂには固定部材３を介してダイヤルゲージ２の
非可動部が取付けられており、軸方向に移動自在な触針
４の位置がダイヤルゲージ２の目盛りに表示されるよう
に構成されている。
ングは、図１の（ａ）に示すように、一端側に開放部を
有する円筒状の簡易球面計用リング（以下、「リング」
という。）１の開放部１ａにおける外周縁部にＲ面取り
部１ｃからなる接触部が形成されたものであって、その
底壁部１ｂには固定部材３を介してダイヤルゲージ２の
非可動部が取付けられており、軸方向に移動自在な触針
４の位置がダイヤルゲージ２の目盛りに表示されるよう
に構成されている。
【００２０】次に、測定原理について説明する。
【００２１】図１の（ｂ）に示すように、被測定球面で
ある凹球面７に対し、Ｒ面取り部１ｃが第１の接触点５
で接触するとともに触針４が第２の接触点６で接触し、
第１の接触点５が形成する半径Ｒｍの円断面に対する第
２の接触点６の高さ、つまり凹球面７の底の部分の高さ
Ｈを測定する。
ある凹球面７に対し、Ｒ面取り部１ｃが第１の接触点５
で接触するとともに触針４が第２の接触点６で接触し、
第１の接触点５が形成する半径Ｒｍの円断面に対する第
２の接触点６の高さ、つまり凹球面７の底の部分の高さ
Ｈを測定する。
【００２２】ダイヤルゲージ２の触針４の可動範囲は、
上述した第１の接触点５が構成する円断面から第２の接
触点６までの高さＨに比べて小さい場合が多いため、一
般的には、先ずマスターとなる球面原器（不図示）にリ
ングおよび触針を押し当ててダイヤルゲージの目盛りの
０点調整をしたのち、実際に測定する被測定球面に簡易
球面計を押し当て、球面原器に押し当てたときの目盛り
との差△Ｈを読み取る。すなわち、被測定球面と球面原
器の頂点の高さの差が読み取ったダイヤルゲージの目盛
りの差となる。
上述した第１の接触点５が構成する円断面から第２の接
触点６までの高さＨに比べて小さい場合が多いため、一
般的には、先ずマスターとなる球面原器（不図示）にリ
ングおよび触針を押し当ててダイヤルゲージの目盛りの
０点調整をしたのち、実際に測定する被測定球面に簡易
球面計を押し当て、球面原器に押し当てたときの目盛り
との差△Ｈを読み取る。すなわち、被測定球面と球面原
器の頂点の高さの差が読み取ったダイヤルゲージの目盛
りの差となる。
【００２３】球面原器の曲率半径は、予め干渉計、３次
元測定器等、他の測定器で測定しておき、球面原器の曲
率半径Ｒ0 と被測定球面である凹球面と球面原器の頂点
の高さの差△Ｈから被測定球面の曲率半径を次式により
算出する。
元測定器等、他の測定器で測定しておき、球面原器の曲
率半径Ｒ0 と被測定球面である凹球面と球面原器の頂点
の高さの差△Ｈから被測定球面の曲率半径を次式により
算出する。
【００２４】 Ｒ＝（Ｈ2 ＋Ｒm 2−Ｒc 2）／２・（Ｈ−Ｒc ）・・・・・（１−１）式 Ｈ＝Ｒ0 −ＳＱＲ（Ｒ0 2−Ｒm 2＋Ｒc 2−２・Ｒo ・Ｒc ）−△Ｈ ・・・・・（１−２）式 ここで、Ｒ：被測定球面の曲率半径 Ｈ：被測定球面の頂点の高さ Ｒ0 ：球面原器の曲率半径 Ｒm ：リングの母線半径 Ｒc ：リングの子線半径 △Ｈ：球面原器と被測定球面の頂点の高さの差 効果を確認するため、本実施例よる実施例１と上記従来
の技術による比較例１との比較実験を行なったのでその
結果について説明する。
の技術による比較例１との比較実験を行なったのでその
結果について説明する。
【００２５】実施例１および比較例１は、いずれも炭素
工具鋼（ＳＫ５）製であり、それぞれ表１に示す仕様を
有する。また、実施例１のＲ面取り部は、次に説明する
ＮＣ研削盤を用いた研削加工により形成した。図２の
（ａ）に示すように、ＮＣ研削盤のチャック１１にリン
グ１を取付け、チャック１１とともにリング１を低速で
回転させ、図２の（ｂ）に示すように半径Ｒｔ＝３ｍ
ｍ、厚さ１ｍｍのＣＢＮ砥石１２を高速回転スピンド１
３に取り付けて回転数５００００ｒｐｍで高速回転させ
るとともに半径（Ｒｃ＋Ｒｔ）の円弧上を旋回させるこ
とにより加工した。
工具鋼（ＳＫ５）製であり、それぞれ表１に示す仕様を
有する。また、実施例１のＲ面取り部は、次に説明する
ＮＣ研削盤を用いた研削加工により形成した。図２の
（ａ）に示すように、ＮＣ研削盤のチャック１１にリン
グ１を取付け、チャック１１とともにリング１を低速で
回転させ、図２の（ｂ）に示すように半径Ｒｔ＝３ｍ
ｍ、厚さ１ｍｍのＣＢＮ砥石１２を高速回転スピンド１
３に取り付けて回転数５００００ｒｐｍで高速回転させ
るとともに半径（Ｒｃ＋Ｒｔ）の円弧上を旋回させるこ
とにより加工した。
【００２６】１００００回以上測定を繰り返したリング
を用いて、曲率半径１０ｍｍ程度の凹球面を有する凹レ
ンズＡ〜レンズＥの５個のサンプルレンズをそれぞれ１
０回ずつ球面原器と比較して測定した。球面原器の曲率
半径Ｒo は、干渉計で測定してＲo ＝１０．０２０ｍｍ
である。
を用いて、曲率半径１０ｍｍ程度の凹球面を有する凹レ
ンズＡ〜レンズＥの５個のサンプルレンズをそれぞれ１
０回ずつ球面原器と比較して測定した。球面原器の曲率
半径Ｒo は、干渉計で測定してＲo ＝１０．０２０ｍｍ
である。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】 表２において、ΔＨばらつきは、１０回の測定値の最大
値と最小値との差を示す（以下、表４、表６、表８につ
いても同じ）。
値と最小値との差を示す（以下、表４、表６、表８につ
いても同じ）。
【００２９】表２から明らかなように、本実施例のリン
グでは、１００００回以上測定を繰り返したのちでも、
測定値のばらつきはほとんど発生しない。
グでは、１００００回以上測定を繰り返したのちでも、
測定値のばらつきはほとんど発生しない。
【００３０】また、レンズＡについて、ΔＨ測定値の平
均値から式（１−１）、（１−２）、（１）、（２）に
より曲率半径を計算すると、実施例１の場合の１０．１
０２２ｍｍに対し、比較例１の場合は１０．０９９４ｍ
ｍであり、レンズＡの曲率半径を干渉計で測定すると１
０．１０２ｍｍであることから、実施例１の方が比較例
１よりはるかに正確な値を示している。
均値から式（１−１）、（１−２）、（１）、（２）に
より曲率半径を計算すると、実施例１の場合の１０．１
０２２ｍｍに対し、比較例１の場合は１０．０９９４ｍ
ｍであり、レンズＡの曲率半径を干渉計で測定すると１
０．１０２ｍｍであることから、実施例１の方が比較例
１よりはるかに正確な値を示している。
【００３１】（第２実施例）本実施例は、図３の（ａ）
に示すように、リング２１の開放部２１ａにおける内周
縁部にＲ面取り部２１ｃからなる接触部が形成されたも
のである。
に示すように、リング２１の開放部２１ａにおける内周
縁部にＲ面取り部２１ｃからなる接触部が形成されたも
のである。
【００３２】本実施例のＲ面取り部２１ｃを形成するた
めの加工方法は、第１実施例のＮＣ研削盤を用いたＲ面
取り加工方法に準じて行なうことができるが、砥石１２
は、外周部がＲ成形されたものを使用する。
めの加工方法は、第１実施例のＮＣ研削盤を用いたＲ面
取り加工方法に準じて行なうことができるが、砥石１２
は、外周部がＲ成形されたものを使用する。
【００３３】本実施例の測定の原理について説明する
と、図３の（ｂ）に示すように、被測定球面である凸球
面２７に対し、リング２１のＲ面取り部２１ｃが第１の
接触点２５で接触するとともに触針４が第２の接触点２
６で接触し、第１の接触点２５が構成する半径Ｒm の円
断面に対する第２の接触点２６、つまり凸球面の頂点部
分の高さＨを測定する。
と、図３の（ｂ）に示すように、被測定球面である凸球
面２７に対し、リング２１のＲ面取り部２１ｃが第１の
接触点２５で接触するとともに触針４が第２の接触点２
６で接触し、第１の接触点２５が構成する半径Ｒm の円
断面に対する第２の接触点２６、つまり凸球面の頂点部
分の高さＨを測定する。
【００３４】本実施例の場合、被測定球面である凸球面
２７の曲率半径は次式により計算する。
２７の曲率半径は次式により計算する。
【００３５】 Ｒ＝（Ｈ2 ＋Ｒm 2−Ｒc 2）／２・（Ｈ＋Ｒc ）・・・・・（２−１） Ｈ＝Ｒo −ＳＱＲ（Ｒ0 2−Ｒm 2＋Ｒc 2＋２・Ｒ0 ・Ｒc ）＋ΔＨ ・・・・・（２−２） ここで、Ｒ：被測定球面の曲率半径 Ｈ：被測定球面の頂点高さ（リングの母線が作る円から
の高さ） Ｒo ：球面原器の曲率半径 Ｒm ：リングの母線半径 Ｒc ：リングの子線半径 ΔＨ：原器と被測定球面の頂点高さの差 なお、上記以外の部分は第１実施例と同様であるので同
一符号を付して説明は省略する。
の高さ） Ｒo ：球面原器の曲率半径 Ｒm ：リングの母線半径 Ｒc ：リングの子線半径 ΔＨ：原器と被測定球面の頂点高さの差 なお、上記以外の部分は第１実施例と同様であるので同
一符号を付して説明は省略する。
【００３６】効果を確認するために、本実施例による実
施例２と上記従来の技術による比較例２との比較実験を
行なったのでその結果について説明する。
施例２と上記従来の技術による比較例２との比較実験を
行なったのでその結果について説明する。
【００３７】実施例２および比較例２は、いずれも工具
鋼（ＳＫ５）製であり、表３に示す仕様を有する。
鋼（ＳＫ５）製であり、表３に示す仕様を有する。
【００３８】曲率半径１０ｍｍ程度の凸球面を有する凸
レンズを１００００回以上測定したのち、レンズＦ〜レ
ンズＪの５個のサンプルレンズを球面原器と比較して測
定した。球面原器の曲率半径Ｒo は、干渉計で測定して
Ｒo ＝１０．０３５ｍｍであった。
レンズを１００００回以上測定したのち、レンズＦ〜レ
ンズＪの５個のサンプルレンズを球面原器と比較して測
定した。球面原器の曲率半径Ｒo は、干渉計で測定して
Ｒo ＝１０．０３５ｍｍであった。
【００３９】
【表３】
【００４０】
【表４】 表４から明らかなように、本実施例のリングでは、１０
０００回以上測定を繰り返したのちでも、測定値のばら
つきはほとんど発生しない。
０００回以上測定を繰り返したのちでも、測定値のばら
つきはほとんど発生しない。
【００４１】また、レンズＦについて、ΔＨ測定値の平
均値から式（２−１）、（２−２）、（３）、（４）に
より曲率半径を計算すると、実施例２の場合の９．９６
４５ｍｍに対し、比較例２の場合は９．９６７１ｍｍで
あり、レンズＦの曲率半径を干渉計で測定すると９．９
６４ｍｍであることから、実施例２の方が比較例２より
はるかに正確な値を示している。
均値から式（２−１）、（２−２）、（３）、（４）に
より曲率半径を計算すると、実施例２の場合の９．９６
４５ｍｍに対し、比較例２の場合は９．９６７１ｍｍで
あり、レンズＦの曲率半径を干渉計で測定すると９．９
６４ｍｍであることから、実施例２の方が比較例２より
はるかに正確な値を示している。
【００４２】（第３実施例）本実施例は、図４の（ａ）
に示すように、リング３１の開放部３１ａにおける内周
縁部にＣ面取り部３１ｃからなる接触部が形成されたも
のである。
に示すように、リング３１の開放部３１ａにおける内周
縁部にＣ面取り部３１ｃからなる接触部が形成されたも
のである。
【００４３】本実施例のＣ面取り部３１ｃを形成するた
めの加工方法は、第２実施例のＮＣ研削盤を用いたＲ面
取り加工方法に準じて行なうことができるが、工具の軌
跡は、円弧状ではなく直線状とする。また、ＮＣ研削盤
を用いるかわりに旋盤等でも容易に製作できる。
めの加工方法は、第２実施例のＮＣ研削盤を用いたＲ面
取り加工方法に準じて行なうことができるが、工具の軌
跡は、円弧状ではなく直線状とする。また、ＮＣ研削盤
を用いるかわりに旋盤等でも容易に製作できる。
【００４４】本実施例の測定の原理について説明する
と、図４の（ｂ）に示すように、被測定球面である凸球
面３７に対し、リング３１のＣ面取り部３１ｃが第１の
接触点３５で接触するとともに触針４が第２の接触点３
６で接触し、第１の接触点３５で形成される半径Ｒ3 の
円断面に対する第２の接触点３６の高さＨを測定する。
と、図４の（ｂ）に示すように、被測定球面である凸球
面３７に対し、リング３１のＣ面取り部３１ｃが第１の
接触点３５で接触するとともに触針４が第２の接触点３
６で接触し、第１の接触点３５で形成される半径Ｒ3 の
円断面に対する第２の接触点３６の高さＨを測定する。
【００４５】本実施例の場合、被測定球面である凸球面
３７の曲率半径は次式により計算する。
３７の曲率半径は次式により計算する。
【００４６】 Ｒ＝（Ｒ3 ・ｓｉｎθ−Ｈ・ｃｏｓθ）／（１−ｃｏｓθ） ・・・・・（３−１） Ｈ＝｛（Ｒ3 ・ｓｉｎθ−Ｒo ・（１−ｃｏｓθ）｝／ｃｏｓθ＋ΔＨ ・・・・・（３−２） ここで、Ｒ：被測定球面の曲率半径 Ｈ：被測定球面の頂点高さ（リング先端の円断面からの
高さ） Ｒo ：球面原器の曲率半径 θ：リングの面取り角 ΔＨ：原器と被測定球面の頂点高さの差 Ｒ3 ：リング先端の円断面の半径 なお、上記以外の部分については第１実施例と同様でよ
いので同一符号を付して説明は省略する。
高さ） Ｒo ：球面原器の曲率半径 θ：リングの面取り角 ΔＨ：原器と被測定球面の頂点高さの差 Ｒ3 ：リング先端の円断面の半径 なお、上記以外の部分については第１実施例と同様でよ
いので同一符号を付して説明は省略する。
【００４７】効果を確認するために、本実施例による実
施例３と上記従来の技術による比較例３との比較実験を
行なったのでその結果について説明する。
施例３と上記従来の技術による比較例３との比較実験を
行なったのでその結果について説明する。
【００４８】実施例３および比較例３は、いずれも炭素
工具鋼（ＳＫ５）製であり、表５に示す仕様する。
工具鋼（ＳＫ５）製であり、表５に示す仕様する。
【００４９】曲率半径１０ｍｍ程度の凸球面を有する凸
レンズを１００００回以上測定したのち、レンズＦない
しレンズＪの５個のサンプルレンズを球面原器と比較し
た。球面原器の曲率半径Ｒo は、干渉計で測定してＲo
＝１０．０３５ｍｍであった。
レンズを１００００回以上測定したのち、レンズＦない
しレンズＪの５個のサンプルレンズを球面原器と比較し
た。球面原器の曲率半径Ｒo は、干渉計で測定してＲo
＝１０．０３５ｍｍであった。
【００５０】
【表５】
【００５１】
【表６】 表６から明らかなように、本実施例のリングでは、１０
０００回以上測定を繰り返したのちでも、測定値のばら
つきはほとんど発生しない。
０００回以上測定を繰り返したのちでも、測定値のばら
つきはほとんど発生しない。
【００５２】また、レンズＦについて、ΔＨ測定値の平
均値から式（３−１）、（３−２）（３）、（４）によ
り曲率半径を計算すると、実施例３の場合の９．９６５
２ｍｍに対して比較例３の場合は９．９６７１ｍｍであ
り、実施例３の方が干渉計で測定したレンズＦの曲率半
径９．９６４ｍｍにきわめて近い値を示している。
均値から式（３−１）、（３−２）（３）、（４）によ
り曲率半径を計算すると、実施例３の場合の９．９６５
２ｍｍに対して比較例３の場合は９．９６７１ｍｍであ
り、実施例３の方が干渉計で測定したレンズＦの曲率半
径９．９６４ｍｍにきわめて近い値を示している。
【００５３】（第４実施例）図５の（ａ）に示すよう
に、本実施例のリング４１はその開放部４１ａにおける
外周縁部および内周縁部の両方にＲ面取り部４１ｃから
なる接触部が形成されている。
に、本実施例のリング４１はその開放部４１ａにおける
外周縁部および内周縁部の両方にＲ面取り部４１ｃから
なる接触部が形成されている。
【００５４】本実施例では、被測定球面である凹球面４
７に対し、開放部４１ａにおける外周縁部に形成された
Ｒ面取り部４１ｃが第１の接触点４５で接触する。
７に対し、開放部４１ａにおける外周縁部に形成された
Ｒ面取り部４１ｃが第１の接触点４５で接触する。
【００５５】また、被測定球面である凸球面４８に対
し、開放部４１ａにおける内周縁部に形成されたＲ面取
り部４１ｃが接触点４６で接触する。
し、開放部４１ａにおける内周縁部に形成されたＲ面取
り部４１ｃが接触点４６で接触する。
【００５６】本実施例のリングは、その製作方法、測定
の原理およびこれを用いた簡易球面計の動作は、第１実
施例および第２実施例と同様であるのでその説明は省略
する。
の原理およびこれを用いた簡易球面計の動作は、第１実
施例および第２実施例と同様であるのでその説明は省略
する。
【００５７】効果を確認するために、本実施例による実
施例４と上記従来の技術による比較例４との比較実験を
行なったのでその結果について説明する。
施例４と上記従来の技術による比較例４との比較実験を
行なったのでその結果について説明する。
【００５８】実施例４および比較例４は、いずれも炭素
工具鋼（ＳＫ５）製であり、表７に示す仕様を有する。
工具鋼（ＳＫ５）製であり、表７に示す仕様を有する。
【００５９】曲率半径１０ｍｍ程度の凸球面を有する凸
レンズと曲率半径１２ｍｍ程度の凹球面を有する凹レン
ズを１００００回以上測定したのち、凸レンズであるレ
ンズＦないしレンズＪのサンプルレンズ、凹レンズであ
るレンズＫないしレンズＯのサンプルレンズを球面原器
と比較して測定した。干渉計で測定した凸球面原器の曲
率半径Ｒo は、Ｒo ＝１０．０３５ｍｍであり、凹球面
原器の曲率半径Ｒo は、Ｒo ＝１２．０１２ｍｍであっ
た。
レンズと曲率半径１２ｍｍ程度の凹球面を有する凹レン
ズを１００００回以上測定したのち、凸レンズであるレ
ンズＦないしレンズＪのサンプルレンズ、凹レンズであ
るレンズＫないしレンズＯのサンプルレンズを球面原器
と比較して測定した。干渉計で測定した凸球面原器の曲
率半径Ｒo は、Ｒo ＝１０．０３５ｍｍであり、凹球面
原器の曲率半径Ｒo は、Ｒo ＝１２．０１２ｍｍであっ
た。
【００６０】
【表７】
【００６１】
【表８】 表８から明らかなように、実施例４によるリングでは、
１００００回以上測定を繰り返したのちでも、測定値の
ばらつきはほとんど発生しない。
１００００回以上測定を繰り返したのちでも、測定値の
ばらつきはほとんど発生しない。
【００６２】また、レンズＦについて、ΔＨ測定値の平
均値から式（２−１）、（２−２）、（３）、（４）に
よりそれぞれ曲率半径を計算すると、実施例４の場合の
９．９６５２ｍｍに対して比較例４の場合は９．９６７
１ｍｍであり、凸球面原器の曲率半径を干渉計で測定す
ると１０．０３５ｍｍである。他方、レンズＫについて
ΔＨ測定値の平均値から式（１−１）、（１−２）、
（１）、（２）によりそれぞれ曲率半径を計算すると、
実施例４の場合の１２．０９２４ｍｍに対して比較例４
の場合は１２．０９０３ｍｍであり、凹球面原器の曲率
半径を干渉計で測定すると１２．０１２ｍｍであること
から、実施例４のリングを使用した場合のほうがいずれ
も正確な値を示している。
均値から式（２−１）、（２−２）、（３）、（４）に
よりそれぞれ曲率半径を計算すると、実施例４の場合の
９．９６５２ｍｍに対して比較例４の場合は９．９６７
１ｍｍであり、凸球面原器の曲率半径を干渉計で測定す
ると１０．０３５ｍｍである。他方、レンズＫについて
ΔＨ測定値の平均値から式（１−１）、（１−２）、
（１）、（２）によりそれぞれ曲率半径を計算すると、
実施例４の場合の１２．０９２４ｍｍに対して比較例４
の場合は１２．０９０３ｍｍであり、凹球面原器の曲率
半径を干渉計で測定すると１２．０１２ｍｍであること
から、実施例４のリングを使用した場合のほうがいずれ
も正確な値を示している。
【００６３】さらに、本実施例のリングは、１つのリン
グで凹球面および凸球面の両方の曲率半径を計測するこ
とができるため、その分製作コストが低減する。しか
し、本実施例では同じ曲率半径・開角を有する凹球面お
よび凸球面を１個のリングを用いて測定することができ
ない場合がある。
グで凹球面および凸球面の両方の曲率半径を計測するこ
とができるため、その分製作コストが低減する。しか
し、本実施例では同じ曲率半径・開角を有する凹球面お
よび凸球面を１個のリングを用いて測定することができ
ない場合がある。
【００６４】（第５実施例）本実施例は、実施例１ない
し４のリングとは、リングの材質または表面処理状態を
変更したものであって、少なくともリングの接触部を酸
化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ
4 ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）等
のセラミックス製とするか、あるいは、母材を超硬合金
製としてダイヤモンド、非晶質炭素（Ｉ−Ｃ）、窒化チ
タン（ＴｉＮ）、炭化チタン（ＴｉＣ）等からなる硬質
薄膜を蒸着したものである。
し４のリングとは、リングの材質または表面処理状態を
変更したものであって、少なくともリングの接触部を酸
化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ
4 ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）等
のセラミックス製とするか、あるいは、母材を超硬合金
製としてダイヤモンド、非晶質炭素（Ｉ−Ｃ）、窒化チ
タン（ＴｉＮ）、炭化チタン（ＴｉＣ）等からなる硬質
薄膜を蒸着したものである。
【００６５】本実施例に係る表９に示す仕様のリングを
作製し、それぞれ実施例１ないし４と同様に球面の曲率
半径を測定した。
作製し、それぞれ実施例１ないし４と同様に球面の曲率
半径を測定した。
【００６６】表９に示すいずれのリングも、１００００
回以上測定を繰り返してもリングの摩耗はほとんど発生
せず、炭素工具鋼製のリングと比較しても摩耗の程度は
少なかった。さらに、ΔＨ測定値のばらつきもほとんど
なかった。
回以上測定を繰り返してもリングの摩耗はほとんど発生
せず、炭素工具鋼製のリングと比較しても摩耗の程度は
少なかった。さらに、ΔＨ測定値のばらつきもほとんど
なかった。
【００６７】なお、表９に示すリングのＲ面取り部やＣ
面取り部の加工は、ＣＢＮ砥石に替えてダイヤモンド砥
石を用いた以外は、第１実施例ないし第３実施例と同様
の方法で作製した。
面取り部の加工は、ＣＢＮ砥石に替えてダイヤモンド砥
石を用いた以外は、第１実施例ないし第３実施例と同様
の方法で作製した。
【００６８】また、表９に示すリングのうちＮＯ５ない
しＮＯ８のリングの表面処理には、ＣＶＤ（化学気相成
長法）を用いた。
しＮＯ８のリングの表面処理には、ＣＶＤ（化学気相成
長法）を用いた。
【００６９】
【表９】 上記各実施例および各比較例との比較実験結果で共通し
ていることは下記の通りである。
ていることは下記の通りである。
【００７０】リングとサンプルレンズとの接触部を顕微
鏡で観察したところ各比較例では稜線に顕著な摩耗が認
められるが、各実施例では、接触部にわずかに痕跡が残
っているのみであった。
鏡で観察したところ各比較例では稜線に顕著な摩耗が認
められるが、各実施例では、接触部にわずかに痕跡が残
っているのみであった。
【００７１】また、それぞれ新品の状態のリングを使用
した場合、各比較例ではサンプルレンズ面にキズを付け
てしまうことがあったが、各実施例ではサンプルレンズ
面にキズを付けることは全くなかった。
した場合、各比較例ではサンプルレンズ面にキズを付け
てしまうことがあったが、各実施例ではサンプルレンズ
面にキズを付けることは全くなかった。
【００７２】さらに、各実施例のリングを用いて、曲率
半径１０ｍｍ程度の凹球面を有する総型砥石、研磨用発
泡ポリウレタン工具等の曲率半径の簡易測定を行なった
ところ、いずれも上記サンプルレンズの場合と同様、Δ
Ｈのばらつきが少ない結果を得た。
半径１０ｍｍ程度の凹球面を有する総型砥石、研磨用発
泡ポリウレタン工具等の曲率半径の簡易測定を行なった
ところ、いずれも上記サンプルレンズの場合と同様、Δ
Ｈのばらつきが少ない結果を得た。
【００７３】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載するような効果を奏する。
ので、次に記載するような効果を奏する。
【００７４】簡易球面計用リングの被測定球面に当接さ
れる接触部がＲ面取り部またはＣ面取り部であるため
に、被測定球面との接触が柔らかくなる。その結果、接
触部の摩耗が少なくなり、また、接触部が摩耗した場合
にもその影響が小さいため、繰り返し測定を行なって
も、正確な測定値が得られるとともに、測定値のばらつ
きも著しく小さくなる。さらに、測定開始当初から被測
定球面を傷つけることが無くなるとともに、気孔や砥粒
による突起が部分的に表面に分散している球面状の工具
等の曲率半径も正確に測定することができる。
れる接触部がＲ面取り部またはＣ面取り部であるため
に、被測定球面との接触が柔らかくなる。その結果、接
触部の摩耗が少なくなり、また、接触部が摩耗した場合
にもその影響が小さいため、繰り返し測定を行なって
も、正確な測定値が得られるとともに、測定値のばらつ
きも著しく小さくなる。さらに、測定開始当初から被測
定球面を傷つけることが無くなるとともに、気孔や砥粒
による突起が部分的に表面に分散している球面状の工具
等の曲率半径も正確に測定することができる。
【００７５】また、少なくとも接触部がセラミックスか
ら構成したり、接触部が硬質薄膜を蒸着したものは、耐
摩耗性が増大し、より正確でばらつきの少ない測定が可
能となる。
ら構成したり、接触部が硬質薄膜を蒸着したものは、耐
摩耗性が増大し、より正確でばらつきの少ない測定が可
能となる。
【図１】第１実施例のリングを用いた簡易球面計を示
し、（ａ）は一部を断面図で示す全体構成図、（ｂ）は
測定原理を説明するために（ａ）の楕円Ａの部分を拡大
して示す部分断面図である。
し、（ａ）は一部を断面図で示す全体構成図、（ｂ）は
測定原理を説明するために（ａ）の楕円Ａの部分を拡大
して示す部分断面図である。
【図２】第１実施例のリングのＲ面取り部の加工方法の
一例を示す説明図である。
一例を示す説明図である。
【図３】第２実施例のリングを用いた簡易球面計を示
し、（ａ）は一部を断面図で示す全体構成図、（ｂ）は
測定原理を説明するために（ａ）の楕円Ａの部分を拡大
して示す部分断面図である。
し、（ａ）は一部を断面図で示す全体構成図、（ｂ）は
測定原理を説明するために（ａ）の楕円Ａの部分を拡大
して示す部分断面図である。
【図４】第３実施例のリングを用いた簡易球面計を示
し、（ａ）は一部を断面図で示す全体構成図、（ｂ）は
測定原理を説明するために（ａ）の楕円Ａの部分を拡大
して示す部分断面図である。
し、（ａ）は一部を断面図で示す全体構成図、（ｂ）は
測定原理を説明するために（ａ）の楕円Ａの部分を拡大
して示す部分断面図である。
【図５】第４実施例のリングを用いた簡易球面計を示
し、（ａ）は一部を断面図で示す全体構成図、（ｂ）は
測定原理を説明するために（ａ）の楕円Ａの部分を拡大
して示す部分断面図である。
し、（ａ）は一部を断面図で示す全体構成図、（ｂ）は
測定原理を説明するために（ａ）の楕円Ａの部分を拡大
して示す部分断面図である。
【図６】従来のリングを用いた簡易球面計を示し、
（ａ）は一部を断面図で示す全体構成図、（ｂ）は測定
原理を説明するために（ａ）の楕円Ａの部分を拡大して
示す部分断面図である。
（ａ）は一部を断面図で示す全体構成図、（ｂ）は測定
原理を説明するために（ａ）の楕円Ａの部分を拡大して
示す部分断面図である。
【図７】簡易球面計のリングで決定される球面の一断面
に対する球面の頂点の高さＨの定義を説明するための説
明図である。
に対する球面の頂点の高さＨの定義を説明するための説
明図である。
１，２１，３１，４１ リング １ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ 開放部 １ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂ 底壁部 １ｃ，２１ｃ，３１ｃ，４１ｃ Ｒ面取り部 ２ ダイヤルゲージ ３ 固定部材 ４ 触針 ５，２５，３５，４５ 第１の接触点 ６，２６，３６，４６ 第２の接触点 ７，４７ 凹球面 ２７，３７，４８ 凸球面 ３１ｃ Ｃ面取り部
Claims (6)
- 【請求項１】 簡易球面計に用いられる一端側に開放部
を有する円筒状の簡易球面計用リングにおいて、 前記開放部の外周縁部には、被測定凹球面に当接される
Ｒ面取り部からなる接触部が形成されていることを特徴
とする簡易球面計用リング。 - 【請求項２】 簡易球面計に用いられる一端側に開放部
を有する円筒状の簡易球面計用リングにおいて、 前記開放部の内周縁部には、被測定凸球面に当接される
Ｒ面取り部からなる接触部が形成されていることを特徴
とする簡易球面計用リング。 - 【請求項３】 簡易球面計に用いられる一端側に開放部
を有する円筒状の簡易球面計用リングにおいて、 前記開放部の外周縁部には、被測定凹球面に当接される
Ｒ面取り部からなる接触部が形成されているとともに、
前記開放部の内周縁部には、被測定凸球面に当接される
Ｒ面取り部からなる接触部が形成されていることを特徴
とする簡易球面計用リング。 - 【請求項４】 簡易球面計に用いられる一端側に開放部
を有する円筒状の簡易球面計用リングにおいて、 前記開放部の内周縁部には被測定凸球面に当接されるＣ
面取り部からなる接触部が形成されていることを特徴と
する簡易球面計用リング。 - 【請求項５】 少なくとも接触部が、セラミックスから
なることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記
載の簡易球面計用リング。 - 【請求項６】 接触部には、硬質薄膜が蒸着されている
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載の
簡易球面計用リング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26773695A JPH0989507A (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 簡易球面計用リング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26773695A JPH0989507A (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 簡易球面計用リング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0989507A true JPH0989507A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17448866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26773695A Pending JPH0989507A (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 簡易球面計用リング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0989507A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1600729A3 (fr) * | 2004-05-24 | 2007-04-04 | André Carossino | Instrument pour mesurer le rayon de courbure de pieces convexes de diametres differents |
| CN102445137A (zh) * | 2011-09-20 | 2012-05-09 | 飞翼股份有限公司 | 一种测量球冠半径的装置及其测量方法 |
| CN103115554A (zh) * | 2013-02-01 | 2013-05-22 | 安阳鑫盛机床股份有限公司 | 一种大型工件孔内环形槽深度测量装置及方法 |
| CN103743312A (zh) * | 2012-10-18 | 2014-04-23 | 瑞之路(厦门)眼镜科技有限公司 | 镜片弧高测量装置 |
| CN114739249A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-07-12 | 福建龙溪轴承(集团)股份有限公司 | 一种球面跳动测量装置 |
-
1995
- 1995-09-21 JP JP26773695A patent/JPH0989507A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1600729A3 (fr) * | 2004-05-24 | 2007-04-04 | André Carossino | Instrument pour mesurer le rayon de courbure de pieces convexes de diametres differents |
| CN102445137A (zh) * | 2011-09-20 | 2012-05-09 | 飞翼股份有限公司 | 一种测量球冠半径的装置及其测量方法 |
| CN103743312A (zh) * | 2012-10-18 | 2014-04-23 | 瑞之路(厦门)眼镜科技有限公司 | 镜片弧高测量装置 |
| CN103115554A (zh) * | 2013-02-01 | 2013-05-22 | 安阳鑫盛机床股份有限公司 | 一种大型工件孔内环形槽深度测量装置及方法 |
| CN114739249A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-07-12 | 福建龙溪轴承(集团)股份有限公司 | 一种球面跳动测量装置 |
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