簡易球面計の基準高さ合わせ方法およびその装置
【課題】 多種多様な曲率に対応した個々の球面原器を用いることなく簡易球面計の基準高さ合わせを可能にし、従来と同様に球面形状や曲率の測定を行うことを可能にする簡易球面計の基準高さ合わせ方法およびその装置を提供する。
【解決手段】 リング４が接する対リング基準面１１を固定的に配設するとともに測定子３が接する対測定子基準面１２をマイクロメータ１３によって対リング基準面１１に対して相対的に上下方向に移動しうるように配設した基準高さ合わせ装置１０を用い、計算により求められる基準となる球面の頂点から弦までの高さに基づいて、マイクロメータ１３によって対測定子基準面１２の上下方向の位置を設定する。これらの対リング基準面１１と対測定子基準面１２に簡易球面計１のリング４および測定子３をそれぞれ当接させて、球面原器を使用することなく簡易球面計１の基準高さ合わせを行う。
【解決手段】 リング４が接する対リング基準面１１を固定的に配設するとともに測定子３が接する対測定子基準面１２をマイクロメータ１３によって対リング基準面１１に対して相対的に上下方向に移動しうるように配設した基準高さ合わせ装置１０を用い、計算により求められる基準となる球面の頂点から弦までの高さに基づいて、マイクロメータ１３によって対測定子基準面１２の上下方向の位置を設定する。これらの対リング基準面１１と対測定子基準面１２に簡易球面計１のリング４および測定子３をそれぞれ当接させて、球面原器を使用することなく簡易球面計１の基準高さ合わせを行う。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ、ビデオカメラ等に用いられる球面レンズ等の球面形状を有する部品の球面曲率を簡易球面計により測定する際の簡易球面計の基準高さ合わせ方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、カメラ、ビデオカメラ等に用いられる凹球面や凸球面を有する球面レンズ等の被測定物の球面形状の測定には、図６に示すような簡易球面計が一般に用いられている。簡易球面計１は、図６に図示するように、軸方向に移動自在な測定子３を有するダイヤルゲージ２とこれを保持するリング４とで構成され、リング４の径は、測定対象の径の７０〜９０％を目安に設定されている。従来は、図７の（ａ）および（ｂ）に示すように、簡易球面計１を用い、基準となる曲率半径を有する球面原器Ｗ0 と比較対象となる球面レンズ等の被測定物Ｗとの球面の頂点から弦までの高さ（＝Ｈ0 、Ｈ1 ）の差であるΔＨを読み取り、球面形状や曲率精度の測定に用いられている。ここで、球面原器Ｗ0 の曲率をＲ0 、簡易球面計１のリング径をΦＤとする場合の球面の頂点から弦までの高さＨ0 の算出式は次のとおりである。
Ｈ0 ＝Ｒ0 −｛Ｒ02−（Ｄ／２）2 ｝0.5
【０００３】簡易球面計の基準高さ合わせは、図７の（ａ）に示すように、球面原器Ｗ0 上に簡易球面計１のリング４を接触させ、ダイヤルゲージ２の測定子３を球面原器Ｗ0 に接触するように調整し、その時のダイヤルゲージ２が示す数値を読み取り、この数値Ｈ0 を基準にする（通常は、０にリセットする）。
【０００４】そして、測定対象となる球面レンズ等被測定物Ｗの曲率の測定は、図７の（ｂ）に示すように、基準合わせのできた簡易球面計１のリング４および測定子３を被測定物Ｗに接触させ、ダイヤルゲージ２の数値を読み取る。この数値Ｈ1 と基準高さ合わせをした時の数値Ｈ0 の差異がΔＨである。図７では、ΔＨ＝Ｈ1 −Ｈ0 となる。また、このときの被測定物の曲率Ｒ1 は次式で表される。
Ｒ1 ＝｛（Ｈ0 ＋ΔＨ）2 ＋（Ｄ／２）2 ｝／２（Ｈ0 ＋ΔＨ）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、簡易球面計を用いて、基準となる球面原器Ｗ0 と比較対象となる被測定物Ｗとの球面の頂点から弦までの高さの差であるΔＨを読み取ることにより、被測定物Ｗの曲率精度を測定することができ、その測定が容易でかつ手軽なために、球面レンズ等のほとんどの製造工程で使用されている。
【０００６】しかしながら、球面レンズ等の製造工程においては、１つの製品部番に対し２〜数セットの簡易球面計を必要とし、しかも多種多様の製品部番に対し個々に球面原器を用意しなければならず、以下のような問題が生じていた。
【０００７】■ 各製品部番に対応するために大量の球面原器の製作および管理が必要となる。
■ 球面原器は、主に硝子製であるため、連続使用による精度劣化や破損が生じやすく、定期的な補修や再製作が必要である。
■ 球面原器の補充や再製作をした場合や同一曲率表示の球面原器が複数ある場合に、個々の球面原器の製作バラツキが生じるため、原器交換毎に測定時の規格を補正する必要がある。
■ 球面原器の製作には熟練技能が必要であり、緊急時等の対応が難しい。
【０００８】そこで、本発明は、前述した従来技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、多種多様な曲率に対応した個々の球面原器を用いることなく簡易球面計の基準高さ合わせを可能にし、そして従来と同様に球面形状や曲率の測定を行うことができる簡易球面計の基準高さ合わせ方法およびその装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【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の基準高さ合わせ方法は、球面形状の曲率を簡易球面計によって基準となる球面との「球面の頂点から弦までの高さ」の差ΔＨにより読み取ることによって前記球面形状の曲率精度を測定するに際して、前記基準となる球面の頂点から弦までの高さを計算により求めて、該基準となる高さに基づいて前記簡易球面計の基準高さ合わせを行うことを特徴とする。
【００１０】本発明の簡易球面計の基準高さ合わせ方法においては、前記簡易球面計のリングが接する対リング基準面と前記簡易球面計の測定子が接する対測定子基準面を相対的に移動可能に配設して、前記基準となる球面の計算により求められる「球面の頂点から弦までの高さ」に基づいて前記対リング基準面と前記対測定子基準面の相対位置を設定し、前記簡易球面計のリングおよび測定子をそれぞれ前記対リング基準面および前記対測定子基準面に当接させて、前記簡易球面計の基準高さ合わせを行うことが好ましい。
【００１１】さらに、本発明の簡易球面計の基準高さ合わせ装置は、簡易球面計のリングが接する対リング基準面と簡易球面計の測定子が接する対測定子基準面を相対的に移動可能に配設し、一方の基準面に対して他方の基準面を相対的にかつ任意に上下動させる機構と、一方の基準面に対する他方の基準面の相対位置を表示する手段とを備え、前記簡易球面計のリングおよび測定子を前記対リング基準面および前記対測定子基準面にそれぞれ当接させることにより前記簡易球面計の基準高さ合わせを行うことを特徴とする。
【００１２】本発明の簡易球面計の基準高さ合わせ装置において、前記対リング基準面を固定的に配置し、前記対測定子基準面を前記対リング基準面に対して任意に上下動可能に配置することが好ましく、また、前記対測定子基準面はマイクロメータにより上下動可能に構成されていることが好ましい。
【００１３】本発明の簡易球面計の基準高さ合わせ装置は、前記対測定子基準面を固定的に配置し、前記対リング基準面を前記対測定子基準面に対して任意に上下動可能に配置することが好ましく、また、前記対リング基準面はＺ軸ステージに搭載され、該対リング基準面の前記対測定子基準面に対する相対位置を計測する測長器を備えていることが好ましい。
【００１４】
【作用】本発明によれば、簡易球面計によるΔＨ測定に際しての簡易球面計の基準高さを合わせる手段として、対リング基準面および対測定子基準面を設けてそのいずれか一方の基準面に対して、他方の基準面を相対的にかつ任意に上下動させる手段を備え、そして一方の基準面に対する他方の基準面の相対位置（距離）を表示する機能を有する装置を用いることで、レンズ形状毎（部番毎）に対応した個々の球面原器を使用することなく、簡易球面計の基準高さ合わせを可能にし、従来と同様のΔＨ測定を行うことができる。
【００１５】また、本発明の簡易球面計の基準高さ合わせ装置は、種々の球面曲率に対応した基準合わせが可能であって、汎用性がありかつ耐久性が高く、さらに球面原器製作にかかわる負荷を大幅に削減することができる。
【００１６】
【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。
【００１７】（実施例１）図１の（ａ）および（ｂ）は、本発明のマイクロメータを用いた基準高さ合わせ装置の構成を概略的に示す正面図と側面図であり、図２の（ａ）は、本発明のマイクロメータを用いた基準高さ合わせ装置による基準高さ合わせ方法を被測定物が凸形状の場合について説明するための概略図であり、図２の（ｂ）は被測定物が凸形状の場合の従来の球面原器による基準高さ合わせ方法を示す概略図であり、図３の（ａ）は、本発明のマイクロメータを用いた基準高さ合わせ装置による基準高さ合わせ方法を被測定物が凹形状の場合について説明するための概略図であり、図３の（ｂ）は被測定物が凹形状の場合の従来の球面原器による基準高さ合わせ方法を示す概略図である。
【００１８】本発明のマイクロメータを用いた基準高さ合わせ装置１０は、図１の（ａ）および（ｂ）に示すように、装置ベース部材１５に立設された保持板１６の上部に固定され装置ベース部材１５と平行でかつ水平に配置された天板１７と該天板１７の下面に取り付けられた側面視逆Ｌ字状のマイクロメータ支持部１４と該マイクロメータ支持部１４に支持されたマイクロメータ１３とを備え、マイクロメータ１３は、その伸縮自在の軸部材１３ａを天板１７に穿設された貫通孔１７ａを介して上下方向に移動し得るように備え、軸部材１３ａの先端面を天板１７の上面に対して相対的にかつ任意の位置に上下方向に移動させるように構成されている。
【００１９】そして、天板１７の上面を、簡易球面計１（図６参照）のリング４が接する基準面（以下、対リング基準面という）１１とし、マイクロメータ１３の軸部材１３ａの先端面を、簡易球面計１の測定子３が接触する面（以下、対測定子基準面という）１２として、この対測定子基準面１２は、対リング基準面１１に平行になるように構成されている。したがって、マイクロメータ１３は、その対測定子基準面１２を対リング基準面１１に対して相対的にかつ任意の位置に上下方向に移動させることができ、そして、対測定子基準面１２が対リング基準面１１を中心に上下方向に全ストロークの約１／２振り分けとなるように取り付けられ、さらに、対測定子基準面１２の原点位置（図１の（ｂ）参照）は、対リング基準面１１と同一面になるよう平面原器等を用いて設定する。
【００２０】次に、図１に図示する基準高さ合わせ装置１０を用いて凸形状の球面のΔＨを測定する場合の基準高さ合わせの概要を図２を用いて説明する。
【００２１】以下に、リング径をΦ２４ｍｍとする簡易球面計（ΔＨ計）１を球面曲率Ｒを２０ｍｍとする凸形状の球面原器Ｗ0 に対応するように基準高さ合わせする場合の手順を例にとって、凸形状の球面のΔＨを測定する場合の基準高さ合わせの方法を説明する。
【００２２】■ 基準高さ（球面の頂点から弦までの高さ）Ｈの算出球面原器Ｗ0 の曲率をＲ0 、簡易球面計のリング径をΦＤとするときの基準高さＨ0 （図２の（ｂ）参照）の算出式は以下のとおりである。
Ｈ0 ＝Ｒ0 −｛Ｒ02−（Ｄ／２）2 ｝0.5したがって、前記条件での基準高さＨ0 （＋）＝４．０００ｍｍが算出できる。
【００２３】■ 基準高さ合わせ装置１０において、対リング基準面１１に対する対測定子基準面１２の相対位置を＋４．０００ｍｍ（＝Ｈ0 （＋））になるようにマイクロメータ１３を調整する。すなわち、凸形状の場合は、対測定子基準面１２の対リング基準面１１に対する相対位置を（＋）方向に調整する。
【００２４】■ そして、簡易球面計１を基準高さ合わせ装置１０上に図２の（ａ）のようにセットし、通常の原器合わせと同様に基準合わせをする（ダイヤルゲージ２の目盛りを０にリセットする）。
【００２５】以上の作業により、図２の（ｂ）に示すような専用の球面原器Ｗ0 を使用することなく、通常の原器合わせと同様に基準高さの設定ができる。
【００２６】次に、図１に図示する基準高さ合わせ装置１０を用いて凹形状の球面のΔＨを測定する場合の基準高さ合わせの概要を図３を用いて説明する。
【００２７】以下に、リング径をΦ２４ｍｍとする簡易球面計１を球面曲率Ｒを２０ｍｍとする凹形状の球面原器Ｗ0 に対応するように基準高さ合わせする場合の手順を例によって、凹形状の球面のΔＨを測定する場合の基準高さ合わせの方法を説明する。
【００２８】■ 基準高さ（球面の頂点から弦までの高さ）Ｈの算出球面原器Ｗ0 の曲率をＲ0 、簡易球面計のリング径をΦＤとするときの基準高さＨ0 （図３の（ｂ）参照）の算出式は以下のとおりである。
Ｈ0 ＝Ｒ0 −｛Ｒ02−（Ｄ／２）2 ｝0.5したがって、前記条件での基準高さＨ0 （−）＝４．０００ｍｍが算出できる。
【００２９】■ 基準高さ合わせ装置１０において、対測定子基準面１２の対リング基準面１１に対する相対位置を−４．０００ｍｍ（＝Ｈ0 （−））になるようにマイクロメータ１３を調整する。すなわち、凹形状の場合は、対測定子基準面１２の対リング基準面１１に対する相対位置を（−）方向に調整する。
【００３０】■ そして、簡易球面計１を基準高さ合わせ装置１０上に図３の（ａ）のようにセットし、通常の原器合わせと同様に基準合わせをする（ダイヤルゲージ２の目盛りを０にリセットする）。
【００３１】以上の作業により、図３の（ｂ）に示すような専用の球面原器Ｗ0 を使用することなく、通常の原器合わせと同様に基準高さの設定ができる。
【００３２】以上のように基準高さ合わせ装置１０を用いて対測定子基準面１２の対リング基準面１１に対する相対位置を調整することによって、簡易球面計１の基準高さ合わせを行うことができ、レンズ形状毎（部番毎）に対応した個々の球面原器を使用することなく簡易球面計の基準高さ合わせを可能にし、そして、従来と同様のΔＨ測定を行うことができる。
【００３３】（実施例２）次に、本発明の他の基準高さ合わせ装置について、図４および図５を参照して説明する。
【００３４】図４の（ａ）および（ｂ）は、本発明のＺ軸ステージおよびデジタル測長器を用いた基準高さ合わせ装置の構成を概略的に示す正面図と側面図であり、図５R>５の（ａ）は、本発明のＺ軸ステージおよびデジタル測長器を用いた基準高さ合わせ装置による基準高さ合わせ方法を被測定物が凸形状の場合について説明するための概略図であり、図５の（ｂ）は被測定物が凸形状の場合の従来の球面原器による基準高さ合わせ方法を示す概略図である。
【００３５】本発明のＺ軸ステージおよびデジタル測長器を用いた基準高さ合わせ装置２０は、図４の（ａ）および（ｂ）に示すように、装置ベース部材２５に立設された保持板２６に上下方向（Ｚ軸方向）に移動自在に配設されたＺ軸ステージ２４と、Ｚ軸ステージ２４に装置ベース部材２５と平行でかつ水平に搭載された天板２７と、装置ベース部材２５に立設された支持部２８に固定された軸部材２９とを備え、天板２７を搭載するＺ軸ステージ２４は、Ｚ軸駆動つまみ３０を回転させることにより保持板２６に沿ってＺ軸方向に移動する。天板２７には軸部材２９が通過しうるように貫通孔２７ａが設けられている。また、支持部２８に取り付けられたデジタル測長器２３は、天板２７のＺ軸方向の位置を計測して、その値をディスプレイ３１に表示するように構成されている。
【００３６】以上のように構成される基準高さ合わせ装置２０において、Ｚ軸ステージ２４に搭載されている天板２７の上面を簡易球面計１（図６参照）のリング４が接する対リング基準面２１とし、支持部２８に保持された軸部材２９の先端面を簡易球面計１の測定子３が接触する対測定子基準面２２とし、対リング基準面２１は、対測定子基準面２２と平行になるようにＺ軸ステージ２４に組み付けられており、Ｚ軸ステージ２４のＺ軸駆動つまみ３０を回転させることによりＺ軸ステージ２４を上下動させることで、対測定子基準面２２との相対位置を調整することができる構造になっている。また、その相対位置は、対測定子基準面２２側に固定されているデジタル測長器２３により、対リング基準面２１の上下動に追従して計測され、ディスプレイ３１に表示される。対リング基準面２１の原点（図４の（ｂ）参照）は、対測定子基準面２２と同一面になるよう平面原器等を用いて設定し、ディスプレイ３１上で０にリセットできるように構成される。
【００３７】次に、図４に図示する基準高さ合わせ装置２０を用いて凸形状の球面のΔＨを測定する場合の基準高さ合わせの概要を図５を用いて説明する。
【００３８】以下に、リング径をΦ２４ｍｍとする簡易球面計１を球面曲率Ｒを２０ｍｍとする凸形状の球面原器Ｗ0 に対応するように基準高さ合わせする場合の手順を例にとって、凸形状の球面のΔＨを測定する場合の基準高さ合わせの方法を説明する。
【００３９】■ 基準高さ（球面の頂点から弦までの高さ）Ｈの算出球面原器Ｗ0 の曲率をＲ0 、簡易球面計のリング径をΦＤとするときの基準高さＨ0 （図５の（ｂ）参照）の算出式は以下のとおりである。
Ｈ0 ＝Ｒ0 −｛Ｒ02−（Ｄ／２）2 ｝0.5したがって、前記条件での基準高さＨ0 （＋）＝４．０００ｍｍが算出できる。
【００４０】■ 基準高さ合わせ装置２０において、対測定子基準面２２に対する対リング基準面２１の相対位置を＋４．０００ｍｍになるようにＺ軸ステージ２４を移動させて調整する。このとき、デジタル測長器２３により対リング基準面２１のＺ軸方向の位置を計測することができ、対リング基準面２１の対測定子基準面２２に対する相対位置はディスプレイ３１により確認することができる。このように、凸形状の場合は、対測定子基準面２２に対する対リング基準面２１の相対位置を（＋）方向（図４の（ｂ）参照）に調整する。なお、凹形状の場合は逆に（−）方向に調整する。
【００４１】■ そして、簡易球面計１を基準高さ合わせ装置２０上に図５の（ａ）のようにセットし、通常の原器合わせと同様に基準合わせをする（ダイヤルゲージ２の目盛りを０にリセットする）。
【００４２】以上の作業により、図５の（ｂ）に示すような専用の球面原器Ｗ0 を使用することなく、通常の原器合わせと同様に基準高さの設定ができる。したがって、レンズ形状毎（部番毎）に対応した球面原器を使わずに簡易球面計の基準高さ合わせを可能にし、従来と同様のΔＨ測定ができるものである。
【００４３】以上のように基準高さ合わせ装置２０を用いて対測定子基準面２２の対リング基準面２１に対する相対位置を調整することによっても、前述した実施例と同様に、簡易球面計１の基準高さ合わせを行うことができ、レンズ形状毎（部番毎）に対応した個々の球面原器を使用することなく簡易球面計の基準高さ合わせを可能にし、そして、従来と同様のΔＨ測定を行うことができる。
【００４４】以上の実施例では、高さ基準としてマイクロメータやデジタル測長器を用いたが、高さ基準としては広く使用されているブロックゲージを使用することもでき、また、一定間隔で製作したハイトゲージを使用することもできる。
【００４５】また、測長器としてダイヤルゲージやデジタル測長器で説明したが、光学スケールを用いた測長器やその他の触針を使用して変位量を計測できる計測器を用いることもできる。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、ΔＨ測定における簡易球面計の基準高さを合わせる手段として、対リング基準面と対測定子基準面を設けて、そのいずれか一方の基準面に対して他方の基準面を相対的にかつ任意に上下動させる手段を備え、そして一方の基準面に対する他方の基準面の相対位置（距離）を表示する機能を有する装置を用いることで、レンズ形状毎（部番毎）に対応した個々の球面原器を使用することなく簡易球面計の基準高さ合わせを可能にし、従来と同様のΔＨ測定を行うことができる。
【００４７】また、本発明の基準高さ合わせ装置は、種々の球面曲率に対応した基準合わせが可能であって、汎用性がありかつ耐久性が高く、さらに、本発明は、次のようの効果があげられ、球面原器の製作にかかわる負荷を大幅に削減することができる。
【００４８】■ 各製品部番に対応するための大量の原器の製作や管理が不要となる。
■ 原器の定期的な補修や再製作が不要である。
■ 原器バラツキに対する測定時の規格の補正が不要となる。
■ 緊急時等の対策が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、本発明のマイクロメータを用いた基準高さ合わせ装置の構成を概略的に示す正面図と側面図である。
【図２】（ａ）は、本発明のマイクロメータを用いた基準高さ合わせ装置による基準高さ合わせ方法を被測定物が凸形状の場合について説明するための概略図であり、（ｂ）は、被測定物が凸形状の場合の従来の球面原器による基準高さ合わせ方法を示す概略図である。
【図３】（ａ）は、本発明のマイクロメータを用いた基準高さ合わせ装置による基準高さ合わせ方法を被測定物が凹形状の場合について説明するための概略図であり、（ｂ）は、被測定物が凹形状の場合の従来の球面原器による基準高さ合わせ方法を示す概略図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明のＺ軸ステージおよびデジタル測長器を用いた基準高さ合わせ装置の構成を概略的に示す正面図と側面図である。
【図５】（ａ）は、本発明のＺ軸ステージおよびデジタル測長器を用いた基準高さ合わせ装置による基準高さ合わせ方法を被測定物が凸形状の場合について説明するための概略図であり、（ｂ）は、被測定物が凸形状の場合の従来の球面原器による基準高さ合わせ方法を示す概略図である。
【図６】一般的な簡易球面計の構成を示す概略図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、従来の球面原器による簡易球面計の基準高さ合わせと被測定物であるレンズの曲率の測定方法を説明するための概略図である。
【符号の説明】
Ｗ0 球面原器
Ｗ 被測定物（球面レンズ）
１ 簡易球面計
２ ダイヤルゲージ
３ 測定子
４ リング
１０ 基準高さ合わせ装置
１１ 対リング基準面
１２ 対測定子基準面
１３ マイクロメータ
１３ａ 軸部材
１４ マイクロメータ支持部
１５ 装置ベース部
１６ 保持板
１７ 天板
２０ 基準高さ合わせ装置
２１ 対リング基準面
２２ 対測定子基準面
２３ デジタル測長器
２４ Ｚ軸ステージ
２５ 装置ベース部
２６ 保持板
２７ 天板
２８ 支持部
２９ 軸部材
３０ Ｚ軸駆動つまみ
３１ ディスプレイ
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ、ビデオカメラ等に用いられる球面レンズ等の球面形状を有する部品の球面曲率を簡易球面計により測定する際の簡易球面計の基準高さ合わせ方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、カメラ、ビデオカメラ等に用いられる凹球面や凸球面を有する球面レンズ等の被測定物の球面形状の測定には、図６に示すような簡易球面計が一般に用いられている。簡易球面計１は、図６に図示するように、軸方向に移動自在な測定子３を有するダイヤルゲージ２とこれを保持するリング４とで構成され、リング４の径は、測定対象の径の７０〜９０％を目安に設定されている。従来は、図７の（ａ）および（ｂ）に示すように、簡易球面計１を用い、基準となる曲率半径を有する球面原器Ｗ0 と比較対象となる球面レンズ等の被測定物Ｗとの球面の頂点から弦までの高さ（＝Ｈ0 、Ｈ1 ）の差であるΔＨを読み取り、球面形状や曲率精度の測定に用いられている。ここで、球面原器Ｗ0 の曲率をＲ0 、簡易球面計１のリング径をΦＤとする場合の球面の頂点から弦までの高さＨ0 の算出式は次のとおりである。
Ｈ0 ＝Ｒ0 −｛Ｒ02−（Ｄ／２）2 ｝0.5
【０００３】簡易球面計の基準高さ合わせは、図７の（ａ）に示すように、球面原器Ｗ0 上に簡易球面計１のリング４を接触させ、ダイヤルゲージ２の測定子３を球面原器Ｗ0 に接触するように調整し、その時のダイヤルゲージ２が示す数値を読み取り、この数値Ｈ0 を基準にする（通常は、０にリセットする）。
【０００４】そして、測定対象となる球面レンズ等被測定物Ｗの曲率の測定は、図７の（ｂ）に示すように、基準合わせのできた簡易球面計１のリング４および測定子３を被測定物Ｗに接触させ、ダイヤルゲージ２の数値を読み取る。この数値Ｈ1 と基準高さ合わせをした時の数値Ｈ0 の差異がΔＨである。図７では、ΔＨ＝Ｈ1 −Ｈ0 となる。また、このときの被測定物の曲率Ｒ1 は次式で表される。
Ｒ1 ＝｛（Ｈ0 ＋ΔＨ）2 ＋（Ｄ／２）2 ｝／２（Ｈ0 ＋ΔＨ）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、簡易球面計を用いて、基準となる球面原器Ｗ0 と比較対象となる被測定物Ｗとの球面の頂点から弦までの高さの差であるΔＨを読み取ることにより、被測定物Ｗの曲率精度を測定することができ、その測定が容易でかつ手軽なために、球面レンズ等のほとんどの製造工程で使用されている。
【０００６】しかしながら、球面レンズ等の製造工程においては、１つの製品部番に対し２〜数セットの簡易球面計を必要とし、しかも多種多様の製品部番に対し個々に球面原器を用意しなければならず、以下のような問題が生じていた。
【０００７】
【０００８】そこで、本発明は、前述した従来技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、多種多様な曲率に対応した個々の球面原器を用いることなく簡易球面計の基準高さ合わせを可能にし、そして従来と同様に球面形状や曲率の測定を行うことができる簡易球面計の基準高さ合わせ方法およびその装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【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の基準高さ合わせ方法は、球面形状の曲率を簡易球面計によって基準となる球面との「球面の頂点から弦までの高さ」の差ΔＨにより読み取ることによって前記球面形状の曲率精度を測定するに際して、前記基準となる球面の頂点から弦までの高さを計算により求めて、該基準となる高さに基づいて前記簡易球面計の基準高さ合わせを行うことを特徴とする。
【００１０】本発明の簡易球面計の基準高さ合わせ方法においては、前記簡易球面計のリングが接する対リング基準面と前記簡易球面計の測定子が接する対測定子基準面を相対的に移動可能に配設して、前記基準となる球面の計算により求められる「球面の頂点から弦までの高さ」に基づいて前記対リング基準面と前記対測定子基準面の相対位置を設定し、前記簡易球面計のリングおよび測定子をそれぞれ前記対リング基準面および前記対測定子基準面に当接させて、前記簡易球面計の基準高さ合わせを行うことが好ましい。
【００１１】さらに、本発明の簡易球面計の基準高さ合わせ装置は、簡易球面計のリングが接する対リング基準面と簡易球面計の測定子が接する対測定子基準面を相対的に移動可能に配設し、一方の基準面に対して他方の基準面を相対的にかつ任意に上下動させる機構と、一方の基準面に対する他方の基準面の相対位置を表示する手段とを備え、前記簡易球面計のリングおよび測定子を前記対リング基準面および前記対測定子基準面にそれぞれ当接させることにより前記簡易球面計の基準高さ合わせを行うことを特徴とする。
【００１２】本発明の簡易球面計の基準高さ合わせ装置において、前記対リング基準面を固定的に配置し、前記対測定子基準面を前記対リング基準面に対して任意に上下動可能に配置することが好ましく、また、前記対測定子基準面はマイクロメータにより上下動可能に構成されていることが好ましい。
【００１３】本発明の簡易球面計の基準高さ合わせ装置は、前記対測定子基準面を固定的に配置し、前記対リング基準面を前記対測定子基準面に対して任意に上下動可能に配置することが好ましく、また、前記対リング基準面はＺ軸ステージに搭載され、該対リング基準面の前記対測定子基準面に対する相対位置を計測する測長器を備えていることが好ましい。
【００１４】
【作用】本発明によれば、簡易球面計によるΔＨ測定に際しての簡易球面計の基準高さを合わせる手段として、対リング基準面および対測定子基準面を設けてそのいずれか一方の基準面に対して、他方の基準面を相対的にかつ任意に上下動させる手段を備え、そして一方の基準面に対する他方の基準面の相対位置（距離）を表示する機能を有する装置を用いることで、レンズ形状毎（部番毎）に対応した個々の球面原器を使用することなく、簡易球面計の基準高さ合わせを可能にし、従来と同様のΔＨ測定を行うことができる。
【００１５】また、本発明の簡易球面計の基準高さ合わせ装置は、種々の球面曲率に対応した基準合わせが可能であって、汎用性がありかつ耐久性が高く、さらに球面原器製作にかかわる負荷を大幅に削減することができる。
【００１６】
【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。
【００１７】（実施例１）図１の（ａ）および（ｂ）は、本発明のマイクロメータを用いた基準高さ合わせ装置の構成を概略的に示す正面図と側面図であり、図２の（ａ）は、本発明のマイクロメータを用いた基準高さ合わせ装置による基準高さ合わせ方法を被測定物が凸形状の場合について説明するための概略図であり、図２の（ｂ）は被測定物が凸形状の場合の従来の球面原器による基準高さ合わせ方法を示す概略図であり、図３の（ａ）は、本発明のマイクロメータを用いた基準高さ合わせ装置による基準高さ合わせ方法を被測定物が凹形状の場合について説明するための概略図であり、図３の（ｂ）は被測定物が凹形状の場合の従来の球面原器による基準高さ合わせ方法を示す概略図である。
【００１８】本発明のマイクロメータを用いた基準高さ合わせ装置１０は、図１の（ａ）および（ｂ）に示すように、装置ベース部材１５に立設された保持板１６の上部に固定され装置ベース部材１５と平行でかつ水平に配置された天板１７と該天板１７の下面に取り付けられた側面視逆Ｌ字状のマイクロメータ支持部１４と該マイクロメータ支持部１４に支持されたマイクロメータ１３とを備え、マイクロメータ１３は、その伸縮自在の軸部材１３ａを天板１７に穿設された貫通孔１７ａを介して上下方向に移動し得るように備え、軸部材１３ａの先端面を天板１７の上面に対して相対的にかつ任意の位置に上下方向に移動させるように構成されている。
【００１９】そして、天板１７の上面を、簡易球面計１（図６参照）のリング４が接する基準面（以下、対リング基準面という）１１とし、マイクロメータ１３の軸部材１３ａの先端面を、簡易球面計１の測定子３が接触する面（以下、対測定子基準面という）１２として、この対測定子基準面１２は、対リング基準面１１に平行になるように構成されている。したがって、マイクロメータ１３は、その対測定子基準面１２を対リング基準面１１に対して相対的にかつ任意の位置に上下方向に移動させることができ、そして、対測定子基準面１２が対リング基準面１１を中心に上下方向に全ストロークの約１／２振り分けとなるように取り付けられ、さらに、対測定子基準面１２の原点位置（図１の（ｂ）参照）は、対リング基準面１１と同一面になるよう平面原器等を用いて設定する。
【００２０】次に、図１に図示する基準高さ合わせ装置１０を用いて凸形状の球面のΔＨを測定する場合の基準高さ合わせの概要を図２を用いて説明する。
【００２１】以下に、リング径をΦ２４ｍｍとする簡易球面計（ΔＨ計）１を球面曲率Ｒを２０ｍｍとする凸形状の球面原器Ｗ0 に対応するように基準高さ合わせする場合の手順を例にとって、凸形状の球面のΔＨを測定する場合の基準高さ合わせの方法を説明する。
【００２２】
Ｈ0 ＝Ｒ0 −｛Ｒ02−（Ｄ／２）2 ｝0.5したがって、前記条件での基準高さＨ0 （＋）＝４．０００ｍｍが算出できる。
【００２３】
【００２４】
【００２５】以上の作業により、図２の（ｂ）に示すような専用の球面原器Ｗ0 を使用することなく、通常の原器合わせと同様に基準高さの設定ができる。
【００２６】次に、図１に図示する基準高さ合わせ装置１０を用いて凹形状の球面のΔＨを測定する場合の基準高さ合わせの概要を図３を用いて説明する。
【００２７】以下に、リング径をΦ２４ｍｍとする簡易球面計１を球面曲率Ｒを２０ｍｍとする凹形状の球面原器Ｗ0 に対応するように基準高さ合わせする場合の手順を例によって、凹形状の球面のΔＨを測定する場合の基準高さ合わせの方法を説明する。
【００２８】
Ｈ0 ＝Ｒ0 −｛Ｒ02−（Ｄ／２）2 ｝0.5したがって、前記条件での基準高さＨ0 （−）＝４．０００ｍｍが算出できる。
【００２９】
【００３０】
【００３１】以上の作業により、図３の（ｂ）に示すような専用の球面原器Ｗ0 を使用することなく、通常の原器合わせと同様に基準高さの設定ができる。
【００３２】以上のように基準高さ合わせ装置１０を用いて対測定子基準面１２の対リング基準面１１に対する相対位置を調整することによって、簡易球面計１の基準高さ合わせを行うことができ、レンズ形状毎（部番毎）に対応した個々の球面原器を使用することなく簡易球面計の基準高さ合わせを可能にし、そして、従来と同様のΔＨ測定を行うことができる。
【００３３】（実施例２）次に、本発明の他の基準高さ合わせ装置について、図４および図５を参照して説明する。
【００３４】図４の（ａ）および（ｂ）は、本発明のＺ軸ステージおよびデジタル測長器を用いた基準高さ合わせ装置の構成を概略的に示す正面図と側面図であり、図５R>５の（ａ）は、本発明のＺ軸ステージおよびデジタル測長器を用いた基準高さ合わせ装置による基準高さ合わせ方法を被測定物が凸形状の場合について説明するための概略図であり、図５の（ｂ）は被測定物が凸形状の場合の従来の球面原器による基準高さ合わせ方法を示す概略図である。
【００３５】本発明のＺ軸ステージおよびデジタル測長器を用いた基準高さ合わせ装置２０は、図４の（ａ）および（ｂ）に示すように、装置ベース部材２５に立設された保持板２６に上下方向（Ｚ軸方向）に移動自在に配設されたＺ軸ステージ２４と、Ｚ軸ステージ２４に装置ベース部材２５と平行でかつ水平に搭載された天板２７と、装置ベース部材２５に立設された支持部２８に固定された軸部材２９とを備え、天板２７を搭載するＺ軸ステージ２４は、Ｚ軸駆動つまみ３０を回転させることにより保持板２６に沿ってＺ軸方向に移動する。天板２７には軸部材２９が通過しうるように貫通孔２７ａが設けられている。また、支持部２８に取り付けられたデジタル測長器２３は、天板２７のＺ軸方向の位置を計測して、その値をディスプレイ３１に表示するように構成されている。
【００３６】以上のように構成される基準高さ合わせ装置２０において、Ｚ軸ステージ２４に搭載されている天板２７の上面を簡易球面計１（図６参照）のリング４が接する対リング基準面２１とし、支持部２８に保持された軸部材２９の先端面を簡易球面計１の測定子３が接触する対測定子基準面２２とし、対リング基準面２１は、対測定子基準面２２と平行になるようにＺ軸ステージ２４に組み付けられており、Ｚ軸ステージ２４のＺ軸駆動つまみ３０を回転させることによりＺ軸ステージ２４を上下動させることで、対測定子基準面２２との相対位置を調整することができる構造になっている。また、その相対位置は、対測定子基準面２２側に固定されているデジタル測長器２３により、対リング基準面２１の上下動に追従して計測され、ディスプレイ３１に表示される。対リング基準面２１の原点（図４の（ｂ）参照）は、対測定子基準面２２と同一面になるよう平面原器等を用いて設定し、ディスプレイ３１上で０にリセットできるように構成される。
【００３７】次に、図４に図示する基準高さ合わせ装置２０を用いて凸形状の球面のΔＨを測定する場合の基準高さ合わせの概要を図５を用いて説明する。
【００３８】以下に、リング径をΦ２４ｍｍとする簡易球面計１を球面曲率Ｒを２０ｍｍとする凸形状の球面原器Ｗ0 に対応するように基準高さ合わせする場合の手順を例にとって、凸形状の球面のΔＨを測定する場合の基準高さ合わせの方法を説明する。
【００３９】
Ｈ0 ＝Ｒ0 −｛Ｒ02−（Ｄ／２）2 ｝0.5したがって、前記条件での基準高さＨ0 （＋）＝４．０００ｍｍが算出できる。
【００４０】
【００４１】
【００４２】以上の作業により、図５の（ｂ）に示すような専用の球面原器Ｗ0 を使用することなく、通常の原器合わせと同様に基準高さの設定ができる。したがって、レンズ形状毎（部番毎）に対応した球面原器を使わずに簡易球面計の基準高さ合わせを可能にし、従来と同様のΔＨ測定ができるものである。
【００４３】以上のように基準高さ合わせ装置２０を用いて対測定子基準面２２の対リング基準面２１に対する相対位置を調整することによっても、前述した実施例と同様に、簡易球面計１の基準高さ合わせを行うことができ、レンズ形状毎（部番毎）に対応した個々の球面原器を使用することなく簡易球面計の基準高さ合わせを可能にし、そして、従来と同様のΔＨ測定を行うことができる。
【００４４】以上の実施例では、高さ基準としてマイクロメータやデジタル測長器を用いたが、高さ基準としては広く使用されているブロックゲージを使用することもでき、また、一定間隔で製作したハイトゲージを使用することもできる。
【００４５】また、測長器としてダイヤルゲージやデジタル測長器で説明したが、光学スケールを用いた測長器やその他の触針を使用して変位量を計測できる計測器を用いることもできる。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、ΔＨ測定における簡易球面計の基準高さを合わせる手段として、対リング基準面と対測定子基準面を設けて、そのいずれか一方の基準面に対して他方の基準面を相対的にかつ任意に上下動させる手段を備え、そして一方の基準面に対する他方の基準面の相対位置（距離）を表示する機能を有する装置を用いることで、レンズ形状毎（部番毎）に対応した個々の球面原器を使用することなく簡易球面計の基準高さ合わせを可能にし、従来と同様のΔＨ測定を行うことができる。
【００４７】また、本発明の基準高さ合わせ装置は、種々の球面曲率に対応した基準合わせが可能であって、汎用性がありかつ耐久性が高く、さらに、本発明は、次のようの効果があげられ、球面原器の製作にかかわる負荷を大幅に削減することができる。
【００４８】
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、本発明のマイクロメータを用いた基準高さ合わせ装置の構成を概略的に示す正面図と側面図である。
【図２】（ａ）は、本発明のマイクロメータを用いた基準高さ合わせ装置による基準高さ合わせ方法を被測定物が凸形状の場合について説明するための概略図であり、（ｂ）は、被測定物が凸形状の場合の従来の球面原器による基準高さ合わせ方法を示す概略図である。
【図３】（ａ）は、本発明のマイクロメータを用いた基準高さ合わせ装置による基準高さ合わせ方法を被測定物が凹形状の場合について説明するための概略図であり、（ｂ）は、被測定物が凹形状の場合の従来の球面原器による基準高さ合わせ方法を示す概略図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明のＺ軸ステージおよびデジタル測長器を用いた基準高さ合わせ装置の構成を概略的に示す正面図と側面図である。
【図５】（ａ）は、本発明のＺ軸ステージおよびデジタル測長器を用いた基準高さ合わせ装置による基準高さ合わせ方法を被測定物が凸形状の場合について説明するための概略図であり、（ｂ）は、被測定物が凸形状の場合の従来の球面原器による基準高さ合わせ方法を示す概略図である。
【図６】一般的な簡易球面計の構成を示す概略図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、従来の球面原器による簡易球面計の基準高さ合わせと被測定物であるレンズの曲率の測定方法を説明するための概略図である。
【符号の説明】
Ｗ0 球面原器
Ｗ 被測定物（球面レンズ）
１ 簡易球面計
２ ダイヤルゲージ
３ 測定子
４ リング
１０ 基準高さ合わせ装置
１１ 対リング基準面
１２ 対測定子基準面
１３ マイクロメータ
１３ａ 軸部材
１４ マイクロメータ支持部
１５ 装置ベース部
１６ 保持板
１７ 天板
２０ 基準高さ合わせ装置
２１ 対リング基準面
２２ 対測定子基準面
２３ デジタル測長器
２４ Ｚ軸ステージ
２５ 装置ベース部
２６ 保持板
２７ 天板
２８ 支持部
２９ 軸部材
３０ Ｚ軸駆動つまみ
３１ ディスプレイ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 球面形状の曲率を簡易球面計によって基準となる球面との「球面の頂点から弦までの高さ」の差ΔＨにより読み取ることによって前記球面形状の曲率精度を測定するに際して、前記基準となる球面の頂点から弦までの高さを計算により求めて、該基準となる高さに基づいて前記簡易球面計の基準高さ合わせを行うことを特徴とする簡易球面計の基準高さ合わせ方法。
【請求項２】 前記簡易球面計のリングが接する対リング基準面と前記簡易球面計の測定子が接する対測定子基準面を相対的に移動可能に配設して、前記基準となる球面の計算により求められる「球面の頂点から弦までの高さ」に基づいて前記対リング基準面と前記対測定子基準面の相対位置を設定し、前記簡易球面計のリングおよび測定子をそれぞれ前記対リング基準面および前記対測定子基準面に当接させて、前記簡易球面計の基準高さ合わせを行うことを特徴とする請求項１記載の簡易球面計の基準高さ合わせ方法。
【請求項３】 簡易球面計のリングが接する対リング基準面と簡易球面計の測定子が接する対測定子基準面を相対的に移動可能に配設し、一方の基準面に対して他方の基準面を相対的にかつ任意に上下動させる機構と、一方の基準面に対する他方の基準面の相対位置を表示する手段とを備え、前記簡易球面計のリングおよび測定子を前記対リング基準面および前記対測定子基準面にそれぞれ当接させることにより前記簡易球面計の基準高さ合わせを行うことを特徴とする簡易球面計の基準高さ合わせ装置。
【請求項４】 前記対リング基準面を固定的に配置し、前記対測定子基準面を前記対リング基準面に対して任意に上下動可能に配置することを特徴とする請求項３記載の簡易球面計の基準高さ合わせ装置。
【請求項５】 前記対測定子基準面はマイクロメータにより上下動可能に構成されていることを特徴とする請求項４記載の簡易球面計の基準高さ合わせ装置。
【請求項６】 前記対測定子基準面を固定的に配置し、前記対リング基準面を前記対測定子基準面に対して任意に上下動可能に配置することを特徴とする請求項３記載の簡易球面計の基準高さ合わせ装置。
【請求項７】 前記対リング基準面はＺ軸ステージに搭載され、該対リング基準面の前記対測定子基準面に対する相対位置を計測する測長器を備えていることを特徴とする請求項６記載の簡易球面計の基準高さ合わせ装置。
【請求項１】 球面形状の曲率を簡易球面計によって基準となる球面との「球面の頂点から弦までの高さ」の差ΔＨにより読み取ることによって前記球面形状の曲率精度を測定するに際して、前記基準となる球面の頂点から弦までの高さを計算により求めて、該基準となる高さに基づいて前記簡易球面計の基準高さ合わせを行うことを特徴とする簡易球面計の基準高さ合わせ方法。
【請求項２】 前記簡易球面計のリングが接する対リング基準面と前記簡易球面計の測定子が接する対測定子基準面を相対的に移動可能に配設して、前記基準となる球面の計算により求められる「球面の頂点から弦までの高さ」に基づいて前記対リング基準面と前記対測定子基準面の相対位置を設定し、前記簡易球面計のリングおよび測定子をそれぞれ前記対リング基準面および前記対測定子基準面に当接させて、前記簡易球面計の基準高さ合わせを行うことを特徴とする請求項１記載の簡易球面計の基準高さ合わせ方法。
【請求項３】 簡易球面計のリングが接する対リング基準面と簡易球面計の測定子が接する対測定子基準面を相対的に移動可能に配設し、一方の基準面に対して他方の基準面を相対的にかつ任意に上下動させる機構と、一方の基準面に対する他方の基準面の相対位置を表示する手段とを備え、前記簡易球面計のリングおよび測定子を前記対リング基準面および前記対測定子基準面にそれぞれ当接させることにより前記簡易球面計の基準高さ合わせを行うことを特徴とする簡易球面計の基準高さ合わせ装置。
【請求項４】 前記対リング基準面を固定的に配置し、前記対測定子基準面を前記対リング基準面に対して任意に上下動可能に配置することを特徴とする請求項３記載の簡易球面計の基準高さ合わせ装置。
【請求項５】 前記対測定子基準面はマイクロメータにより上下動可能に構成されていることを特徴とする請求項４記載の簡易球面計の基準高さ合わせ装置。
【請求項６】 前記対測定子基準面を固定的に配置し、前記対リング基準面を前記対測定子基準面に対して任意に上下動可能に配置することを特徴とする請求項３記載の簡易球面計の基準高さ合わせ装置。
【請求項７】 前記対リング基準面はＺ軸ステージに搭載され、該対リング基準面の前記対測定子基準面に対する相対位置を計測する測長器を備えていることを特徴とする請求項６記載の簡易球面計の基準高さ合わせ装置。
【図６】
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００２−２０６９０３（Ｐ２００２−２０６９０３Ａ）
【公開日】平成１４年７月２６日（２００２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−９４４（Ｐ２００１−９４４）
【出願日】平成１３年１月９日（２００１．１．９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１４年７月２６日（２００２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年１月９日（２００１．１．９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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