特許 7137839 球面レンズの肉厚測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-07

(45)【発行日】2022-09-15

(54)【発明の名称】球面レンズの肉厚測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/02 20060101AFI20220908BHJP

【ＦＩ】

G01B11/02 Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018231849

(22)【出願日】2018-12-11

(65)【公開番号】P2020094870

(43)【公開日】2020-06-18

【審査請求日】2021-10-01

(73)【特許権者】

【識別番号】390000778

【氏名又は名称】株式会社春近精密

(74)【代理人】

【識別番号】100090170

【弁理士】

【氏名又は名称】横沢 志郎

(72)【発明者】

【氏名】酒井 篤美

【審査官】山▲崎▼ 和子

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－１７４４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３３７８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２５８０９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０

２１／００－２１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１曲率半径Ｒ１の第１レンズ球面と、第２曲率半径Ｒ２の第２レンズ球面とを備えた球面レンズの肉厚測定方法であって、
レンズ載置台に設けた円形開口縁に、レンズ肉厚ｔが既知のマスターレンズを、その第２レンズ球面が接する向きで載せ、前記円形開口縁の中心を通る前記レンズ載置台の回転中心線上に、前記マスターレンズの前記第２レンズ球面の球心位置Ｐ２が位置する状態を形成するマスターレンズ載置工程と、
前記マスターレンズの前記第１レンズ球面から、前記回転中心線に沿った方向に所定の距離だけ離れた高さ位置Ｓ５に配置した距離計を用いて、前記回転中心線周りに回転する前記マスターレンズの前記第１レンズ球面から前記高さ位置Ｓ５まで距離を測定するマスターレンズ測定工程と、
前記マスターレンズ測定工程において、前記高さ位置Ｓ５を維持した状態で、前記距離計を、前記回転中心線を通り当該回転中心線に直交する直交方向に走査し、前記第１レンズ球面における測定値が変化しない位置を前記回転中心線上の中心点として抽出し、前記中心点を中心とし、所定の測定径Ｄを直径とする円周上の各測定点において得られる測定値から、最大測定値Ｍａｘと最小測定値Ｍｉｎを抽出するマスターレンズ測定値抽出工程と、
前記回転中心線と、前記最小測定値Ｍｉｎが得られる測定点Ｓ１と、前記最大測定値Ｍａｘが得られる測定点Ｓ２とを含む平面ＰＬ上において、前記第２レンズ球面の球心位置Ｐ２および前記高さ位置Ｓ５を基準とする、前記測定点Ｓ１、Ｓ２、前記第１レンズ球面の球心位置Ｐ１の間の幾何学的位置関係に基づき、前記測定径Ｄ、前記最大測定値Ｍａｘ、前記最小測定値Ｍｉｎ、前記第１曲率半径Ｒ１、前記第２曲率半径Ｒ２、および前記レンズ肉厚ｔを用いて、前記回転中心線に沿った方向における前記第２レンズ球面の球心位置Ｐ２から前記距離計の前記高さ位置Ｓ５までの距離を、オフセット値ＯＦＦＳＥＴとして求めるオフセット値算出工程と、
前記マスターレンズに代えて、測定対象の球面レンズを前記レンズ載置台の前記円形開口縁に載せて、当該レンズ載置台の回転中心線上に、前記円形開口縁に接する前記球面レンズの前記第２レンズ球面の球心が位置する状態を形成する対象レンズ載置工程と、
前記球面レンズの前記第２レンズ球面の球心位置Ｐ２（１）から、前記回転中心線に沿った方向に、前記オフセット値ＯＦＦＳＥＴだけ離れた高さ位置Ｓ５（１）に配置されている前記距離計を用いて、前記回転中心線周りに回転する前記球面レンズの前記第１レンズ球面から前記高さ位置Ｓ５までの距離を測定する対象レンズ測定工程と、
前記対象レンズ測定工程において、前記高さ位置Ｓ５（１）を維持した状態で、前記距離計を、前記回転中心線を通り当該回転中心線に直交する直交方向に走査し、前記第１レンズ球面における測定値が変化しない位置を前記回転中心線上の中心点として抽出し、前記中心点を中心とし所定の測定径Ｄ（１）を直径とする円周上の各測定点において得られる測定値から、最大測定値Ｍａｘ（１）と最小測定値Ｍｉｎ（１）を抽出する対象レンズ測定値抽出工程と、
前記回転中心線と、前記最小測定値Ｍｉｎ（１）が得られる測定点Ｓ１（１）と、前記最大測定値Ｍａｘ（１）が得られる測定点Ｓ２（１）とを含む平面ＰＬ（１）上において、前記第２レンズ球面の球心位置Ｐ２（１）および前記高さ位置Ｓ５（１）を基準として、前記測定点Ｓ１（１）、Ｓ２（１）、前記第１レンズ球面の球心位置Ｐ１（１）の間の幾何学的位置関係に基づき、前記測定径Ｄ（１）、前記最大測定値Ｍａｘ（１）、前記最小測定値Ｍｉｎ（１）、前記第１曲率半径Ｒ１、前記第２曲率半径Ｒ２、および前記オフセット値ＯＦＦＳＥＴを用いて、前記球面レンズのレンズ光軸位置におけるレンズ肉厚ｔ（１）を求める肉厚算出工程と
を行うことを特徴とする球面レンズの肉厚測定方法。

【請求項2】

請求項１において、
前記オフセット値算出工程では、
前記平面ＰＬ上において、前記最小測定値Ｍｉｎが得られる前記測定点Ｓ１から、前記測定点Ｓ２の側に向けて、前記回転中心線に直交する直交方向に前記測定径Ｄだけ離れた点を位置Ｓ３とし、前記第１レンズ球面の球心Ｐ１の位置から回転中心線に引いた垂線が当該回転中心線と交差する点を交点Ｓ４とし、前記測定点Ｓ１と前記測定点Ｓ２とを結ぶ線分の中点を中点Ｐ３とし、前記測定点Ｓ１と前記位置Ｓ３とを結ぶ線分の中点を中点Ｐ４とすると、
前記測定点Ｓ２と前記位置Ｓ３の間の距離を、前記最小測定値Ｍｉｎと前記最大測定値Ｍａｘの差分εとして求め、
前記中点Ｐ３と前記中点Ｐ４の間の距離δを、式δ＝ε／２により求め、
前記球心位置Ｐ１と前記球心位置Ｐ２の間の距離Ｌを、式Ｌ＝Ｒ１－Ｒ２＋ｔにより求め、
前記測定点Ｓ１、前記測定点Ｓ２および前記位置Ｓ３を頂点とする直角三角形を想定し、前記測定点Ｓ１と前記位置Ｓ３の間の辺長である前記測定径Ｄと、前記測定点Ｓ２と前記位置Ｓ３の間の辺長である前記差分εとを用いて、前記測定点Ｓ１、Ｓ２の間の辺長ｈを算出し、
前記測定点Ｓ１、前記中点Ｐ３および前記第１レンズ球面の球心位置Ｐ１を頂点とする直角三角形を想定し、前記球心位置Ｐ１から前記中点Ｐ３までの辺長Ａを算出し、
前記測定点Ｓ１、Ｓ２および前記位置Ｓ３を頂点とする直角三角形と、前記第１レンズ球面の球心位置Ｐ１、前記交点Ｓ４および前記中点Ｐ３を頂点とする直角三角形との間の相似関係に基づき、前記球心位置Ｐ１から前記交点Ｓ４までの辺長Ｘを算出し、
前記球心位置Ｐ１、前記中点Ｐ３および前記交点Ｓ４を頂点とする直角三角形を想定し、前記辺長Ａと前記辺長Ｘを用いて、前記交点Ｓ４から前記中点Ｐ３までの辺長Ｂを算出し、
前記球心位置Ｐ１、前記球心位置Ｐ２および前記交点Ｓ４を頂点とする直角三角形を想定し、前記球心位置Ｐ１、Ｐ２の間の辺長である距離Ｌと辺長Ｘを用いて、前記球心位置Ｐ２から前記交点Ｓ４までの辺長Ｙを算出し、
前記回転中心線に沿った方向における、前記球心位置Ｐ２から前記測定点Ｓ１までの間の距離Ｃを、式Ｃ＝Ｂ－Ｙ－ε／２により算出し、
前記オフセット値ＯＦＦＳＥＴを、式ＯＦＦＳＥＴ＝Ｃ－Ｍｉｎにより算出する球面レンズの肉厚測定方法。

【請求項3】

請求項１または２において、
前記肉厚算出工程では、
前記平面ＰＬ（１）上において、前記測定点Ｓ１（１）から、前記測定点Ｓ２（１）の側に向けて前記回転中心線に直交する直交方向に、前記測定径Ｄ（１）だけ離れた点を位置Ｓ３（１）とし、前記第１レンズ球面の球心位置Ｐ１（１）から回転中心線に引いた垂線が当該回転中心線と交差する点を交点Ｓ４（１）とし、前記測定点Ｓ１（１）と前記測定点Ｓ２（１）とを結ぶ線分の中点を中点Ｐ３（１）とし、前記測定点Ｓ１（１）と前記位置Ｓ３（１）とを結ぶ線分の中点を中点Ｐ４（１）とすると、
前記測定点Ｓ２（１）と前記位置Ｓ３（１）の間の距離を、前記最小測定値Ｍｉｎ（１）と前記最大測定値Ｍａｘ（１）の差分ε（１）を求め、
前記中点Ｐ３（１）と前記中点Ｐ４（１）の間の距離δ（１）を、式δ（１）＝ε（１）／２により求め、
前記測定点Ｓ１（１）、前記測定点Ｓ２（１）および位置Ｓ３（１）を頂点とする直角三角形を想定し、前記測定点Ｓ１（１）と位置Ｓ３（１）の間の辺長である前記測定径Ｄ（１）と、前記測定点Ｓ２（１）と位置Ｓ３（１）との間の辺長である前記差分ε（１）とを用いて、前記測定点Ｓ１（１）、Ｓ２（１）の間の辺長ｈ（１）を算出し、
前記測定点Ｓ１（１）、前記中点Ｐ３（１）および前記第１レンズ球面の球心位置Ｐ１（１）を頂点とする直角三角形を想定し、前記球心位置Ｐ１（１）から前記中点Ｐ３（１）までの辺長Ａ（１）を算出し、
前記測定点Ｓ１（１）、Ｓ２（１）および前記位置Ｓ３（１）を頂点とする直角三角形と、前記球心位置Ｐ１（１）、前記交点Ｓ４（１）および前記中点Ｐ３（１）を頂点とする直角三角形との間の相似関係に基づき、前記球心位置Ｐ１（１）から前記交点Ｓ４（１）までの辺長Ｘ（１）を、式Ｘ（１）＝Ａ（１）×ε（１）／ｈ（１）により算出し、
前記球心位置Ｐ１（１）、前記中点Ｐ３（１）および前記交点Ｓ４（１）を頂点とする直角三角形を想定し、辺長Ａ（１）と辺長Ｘ（１）を用いて、前記交点Ｓ４（１）から前記中点Ｐ３（１）までの辺長Ｂ（１）を算出し、
前記回転中心線に沿った方向における、前記球心位置Ｐ２（１）から、前記測定点Ｓ１（１）までの間の距離Ｃ（１）を、前記オフセット値ＯＦＦＳＥＴを用いて、式Ｃ（１）＝Ｍｉｎ（１）＋ＯＦＦＳＥＴにより算出し、
前記交点Ｓ４（１）から前記球心位置Ｐ２（１）までの距離Ｙ（１）を、辺長Ｂ（１）、距離Ｃ（１）および差分ε（１）を用いて、
式Ｙ（１）＝Ｂ（１）－Ｃ（１）－ε（１）／２により算出し、
前記球心位置Ｐ１（１）、前記球心位置Ｐ２（１）および前記交点Ｓ４（１）を頂点とする直角三角形を想定し、前記球心位置Ｐ１（１）から前記球心位置Ｐ２（１）までの辺長Ｌ（１）を、辺長Ｘ（１）、Ｙ（１）を用いて算出し、
前記球面レンズのレンズ光軸位置でのレンズ肉厚ｔ（１）を、式ｔ（１）＝Ｌ（１）－Ｒ１＋Ｒ２により算出する球面レンズの肉厚測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は球面レンズの肉厚測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

レンズの研削工程等においては、切削工具の摩耗補償を行うために、研削後にレンズの肉厚測定を行っている。従来におけるレンズの肉厚測定には、ダイヤルゲージを用いた肉厚測定装置が一般的に使用されている。図４に示すように、ダイヤルゲージ２０１を用いた肉厚測定装置２００では、測定対象のレンズ２０２を、そのレンズ光軸に一致するように、上下から一対の測定針２０３、２０４で挟持する。この状態で、ダイヤルゲージ２０１によりレンズ肉厚を測定する。測定に当たっては、測定員が手作業により、レンズセッティング等の操作を行っている。このような肉厚測定装置は、例えば、特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－１０３１０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

レンズの肉厚測定を精度良く、かつ、効率的に行うには、測定対象のレンズを肉厚測定装置にセットする作業を、人手に頼らずに、ローダー等を用いて自動的に行うことが望ましい。この場合には、例えば、レンズ外径を基準にして、測定対象のレンズを肉厚測定装置にセッティングして、その光軸と測定針とを一致させる。レンズには、外径にバラツキがある場合、偏心が生じている場合等がある。このような場合には、測定対象のレンズの光軸とダイヤルゲージの測定針とが合致しなくなり、精度良く、自動的に肉厚測定を行うことが困難である。

【0005】

本発明の目的は、このような点に鑑みて、測定対象の球面レンズの光軸（中心点）を正確に探すことなく、精度良く肉厚を測定可能な球面レンズの肉厚測定方法を提案することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の球面レンズの肉厚測定方法では、予め振れが無いように加工されたレンズ載置台の円形開口縁（カップリング）に、測定対象の球面レンズを載せる。円形開口縁は、レンズ載置台の回転中心線上の位置を中心とする円によって規定される。また、円形開口縁は、回転中心線に直交する平面上に位置する。これにより、レンズ載置台の円形開口縁に載せた球面レンズにおいては、円形開口縁に接する側のレンズ球面の球心位置が、レンズ載置台の回転中心線上に位置する。この球心位置を肉厚測定のための基準位置として用いる。

【0007】

肉厚測定には、レーザー測定器などの距離計を用いる。距離計は、レンズ載置台に載せた測定対象の球面レンズの回転中心から回転中心線に直交する方向に離れ、かつ、レンズ載置台に載せた球面レンズから回転中心線の方向に離れた位置に配置する。レンズ載置台の円形開口縁に載せた球面レンズを回転させながら、そのレンズ球面上における回転中心を中心とする所定の直径（測定径）を有する円周上の各測定点において、距離計により、距離を測定する。測定値から、最大測定値および最小測定値を抽出する。測定においては、距離計を、回転中心線の方向における所定の高さ位置に固定し、この高さ位置において測定を行う。

【0008】

測定対象の球面レンズを測定する本測定動作に先立って、肉厚が既知のマスターレンズを測定する予備測定動作を行う。予備測定動作における測定径と、得られた最大測定値および最小測定値と、マスターレンズの既知の肉厚および各レンズ球面の曲率半径とを用いて、回転中心線上のレンズ球面の球心位置を基準とする各部位の幾何学的な位置関係に基づき、回転中心線に沿った方向における、距離計の高さ位置と、回転中心線上に位置するレンズ球面の球心の位置との間の距離を算出する。すなわち、距離計から球心位置までの距離を、オフセット値ＯＦＦＳＥＴとして算出する。

【0009】

本測定動作においては、レンズ載置台の円形開口縁に、測定対象の球面レンズを載せる。球面レンズにおける円形開口縁に接する側のレンズ球面の球心位置は、回転中心線上において、距離計からオフセット値ＯＦＦＳＥＴだけ離れた位置となる。本測定動作における測定径と、測定対象の球面レンズの測定によって得られた最大測定値および最小測定値と、各レンズ球面の曲率半径と、予備測定動作において算出されているオフセット値ＯＦＦＳＥＴとを用いて、回転中心線上の球心位置を基準とする各部位の幾何学的な位置関係に基づき、測定対象の球面レンズのレンズ光軸上の肉厚を算出する。

【0010】

本発明の方法によれば、レンズ載置台に載せた測定対象の球面レンズのレンズ光軸が、回転中心線に一致していなくても（回転に伴って球面レンズに振れが生じる状態でも）、精度良く、自動的に肉厚を測定できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明を適用した球面レンズの肉厚測定装置の概略構成図である。

【図2】図１の肉厚測定装置による予備測定動作におけるオフセット値算出手順を示す説明図である。

【図3】図１の肉厚測定装置による本測定動作における肉厚算出手順を示す説明図である。

【図4】従来のダイヤルゲージ式の肉厚測定装置の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に、図面を参照して本発明を適用した球面レンズの肉厚測定方法を説明する。

【0013】

［肉厚測定装置の全体構成］
図１は、本発明の肉厚測定方法に基づき球面レンズの肉厚測定を行う肉厚測定装置の一例を示す概略構成図である。肉厚測定装置１は、測定対象の球面レンズ２を載せるレンズ載置台３と、レンズ載置台３を回転させる回転機構４と、レンズ載置台３に載せた球面レンズ２の肉厚を測定するための測定機構５と、肉厚測定のための演算処理および各部の制御を司る制御盤６とを備えている。

【0014】

本例の測定対象の球面レンズ２は凸メニスカスのレンズであり、第１曲率半径Ｒ１の第１レンズ球面２１と、第２曲率半径Ｒ２の第２レンズ球面２２とを備えている。これらのレンズ球面２１、２２の中心を通るレンズ光軸を符号２ａで示してある。

【0015】

レンズ載置台３は、円筒状カップ３１と、この円筒状カップ３１の底面から同軸に延びている回転軸３２とを備えている。円筒状カップ３１は円形開口縁３３（カップリング）を備えており、円形開口縁３３に測定対象の球面レンズ２を載せる。回転軸３２は軸受３４を介して不図示の装置ハウジングなどの固定側の部材によって回転自在の状態で支持されている。回転機構４は、モーター４１およびベルト・プーリなどの回転伝達機構４２を備えている。モーター４１からの回転が、回転伝達機構４２を介して、レンズ載置台３の回転軸３２に伝達される。

【0016】

レンズ載置台３は、回転機構４によって、回転中心線３ａを中心として回転する。円形開口縁３３は、回転中心線３ａ上に中心が位置する円によって規定されている。また、円形開口縁３３は、回転中心線３ａに直交する平面上に位置するように形成されている。したがって、円形開口縁３３に載せた球面レンズ２の一方のレンズ球面の球心は、球面レンズ２の載置状態に関わりなく、常に、回転中心線３ａ上に位置する。図示の場合には、円形開口縁３３に接する側の第２レンズ球面２２の球心位置Ｐ２が回転中心線３ａ上に位置する。

【0017】

測定機構５は、レンズ載置台３に対して、その円形開口縁３３に対峙する側に配置されている。測定機構５は、距離計としてレーザー測定器５０を備えている。レーザー測定器５０以外の非接触型の距離計を用いることもできる。また、測定機構５は、レーザー測定器５０を回転中心線３ａに直交する直交方向３ｂに往復移動させる第１アクチュエータ５１と、第１アクチュエータ５１を回転中心線３ａの方向に往復移動させる第２アクチュエータ５２とを備えている。レーザー測定器５０は、第１アクチュエータ５１によって、レンズ載置台３の円形開口縁３３の直径方向である直交方向３ｂに向けて、その中心を含む半径寸法以上のストロークで往復移動可能である。

【0018】

第１アクチュエータ５１には、第１測長ユニット５３が付設されている。第１測長ユニット５３によって、第１アクチュエータ５１によるレーザー測定器５０の直交方向３ｂの位置が検出される。これにより、レーザー測定器５０の直交方向３ｂの移動位置の再現性が保障される。同様に、第２アクチュエータ５２には、第２測長ユニット５４が付設されている。第２測長ユニット５４によって、第２アクチュエータ５２によるレーザー測定器５０の回転中心線３ａの方向の位置が検出される。これにより、レーザー測定器５０の回転中心線３ａの方向の移動位置の再現性が保障される。

【0019】

制御盤６は、操作部６１、制御部６２および表示部６３を備えている。制御部６２は、コンピュータを中心に構成されており、予めインストールされている制御プログラムに従って、操作部６１からの入力等に基づき、各部の駆動を制御して、球面レンズ２の肉厚測定動作を行う。また、制御部６２には、測定値に基づき、肉厚演算処理を行う演算処理部６４が備わっている。

【0020】

［肉厚測定動作］
肉厚測定装置１の肉厚測定動作には、球面レンズ２のマスターレンズの測定を行う予備測定動作と、測定対象の球面レンズ２の測定を行う本測定動作とが含まれている。マスターレンズの第１曲率半径、第２曲率半径、レンズ光軸位置での肉厚は事前に測定されており既知である。

【0021】

（予備測定動作）
図２は、マスターレンズを測定する予備測定動作を説明するための説明図である。予備測定動作には以下の工程が含まれている。

【0022】

＜マスターレンズ載置工程＞
マスターレンズ載置工程では、肉厚ｔが既知のマスターレンズ１０２を、振れが少ないように、レンズ載置台３の円形開口縁３３に載せる。レンズ載置台３に設けた円形開口縁３３に、マスターレンズ１０２の第２レンズ球面１２２が接する向きで載せる。これにより、円形開口縁３３の中心を通るレンズ載置台３の回転中心線３ａ上に、マスターレンズ１０２の第２レンズ球面１２２の球心位置Ｐ２が位置する状態になる。

【0023】

＜マスターレンズ測定工程＞
マスターレンズ１０２の第１レンズ球面１２１から、回転中心線３ａに沿った方向に所定の距離だけ離れた高さ位置Ｓ５に配置したレーザー測定器５０（距離計）を用いて、回転中心線３ａ周りに回転するマスターレンズ１０２の第１レンズ球面１２１からの距離を測定する。

【0024】

＜マスターレンズ測定値抽出工程＞
前記の測定工程において、高さ位置Ｓ５を維持した状態で、レーザー測定器５０を、回転中心線３ａを通り当該回転中心線３ａに直交する直交方向３ｂに走査し、回転している第１レンズ球面１２１における測定値が変化しない位置を回転中心線３ａ上の中心点として抽出する。また、中心点を中心とする所定の測定径Ｄを直径とする円周上の各測定点において得られる測定値から、最大測定値Ｍａｘと最小測定値Ｍｉｎを抽出する。

【0025】

マスターレンズ測定工程と、これと平行して行われるマスターレンズ測定値抽出工程では、第１アクチュエータ５１により、レーザー測定器５０を、直交方向３ｂに、回転中心線３ａから出来る限り離れた位置に移動させ、そこに位置決めする。回転機構４を駆動して、レンズ載置台３に載せたマスターレンズ１０２を回転させる。マスターレンズ１０２を回転させながら、その第１レンズ球面１２１からレーザー測定器５０の高さ位置Ｓ５までの距離を測定する。

【0026】

測定に当たっては、まず、レーザー測定器５０を、その高さ位置Ｓ５に維持した状態で、第１アクチュエータ５１によって、直交方向３ｂに走査する。レーザー測定器５０の数値変化が零となる点（第１レンズ球面１２１における測定値が変化しない点）を、回転中心線３ａ上の中心点として抽出する。この中心点から、図２に示すレーザー測定器５０の待機位置までの移動距離の２倍の値を、測定径Ｄとして設定する。

【0027】

第１レンズ球面１２１上において、その中心点を中心とする直径が測定径Ｄの円周上の各測定点において測定を行う。得られた測定値から、最大測定値Ｍａｘと最小測定値Ｍｉｎを抽出する。

【0028】

＜オフセット量算出工程＞
測定値を用いて、オフセット値ＯＦＦＳＥＴを演算するオフセット値算出工程では、回転中心線３ａと、最小測定値Ｍｉｎおよび最大測定値Ｍａｘが得られる測定点Ｓ１、Ｓ２とを含む平面ＰＬを想定する。平面ＰＬ上において、第２レンズ球面１２２の球心位置Ｐ２を基準とする測定点Ｓ１、Ｓ２、高さ位置Ｓ５、第１レンズ球面の球心位置Ｐ１の幾何学的位置関係に基づき、測定径Ｄ、最大測定値Ｍａｘ、最小測定値Ｍｉｎ、第１曲率半径Ｒ１、第２曲率半径Ｒ２、およびレンズ肉厚ｔを用いて、回転中心線３ａに沿った方向における第２レンズ球面１２２の球心位置Ｐ２からレーザー測定器５０の高さ位置Ｓ５までの距離を、オフセット値ＯＦＦＳＥＴとして計算により求める。

【0029】

オフセット値算出工程における計算手順を以下に、具体的に説明する。図２に示す平面ＰＬ上において、最小測定値Ｍｉｎが得られる測定点Ｓ１から、測定点Ｓ２の側に向けて、直交方向３ｂに測定径Ｄだけ離れた点を位置Ｓ３とする。第１レンズ球面１２１の球心位置Ｐ１から回転中心線３ａに引いた垂線が当該回転中心線３ａと交差する点を交点Ｓ４とする。測定点Ｓ１と測定点Ｓ２とを結ぶ線分の中点を中点Ｐ３とし、測定点Ｓ１と位置Ｓ３とを結ぶ線分の中点を中点Ｐ４とする。

【0030】

まず、測定点Ｓ２と位置Ｓ３の間の距離は、最小測定値Ｍｉｎと最大測定値Ｍａｘの差分εとして求まる。
ε＝Ｍａｘ－Ｍｉｎ
中点Ｐ３と中点Ｐ４との間の距離δは、中点同士を結ぶ線分の長さであるから差分εの１／２である。
δ＝ε／２
球心位置Ｐ１と球心位置Ｐ２の間の距離Ｌは、肉厚ｔを用いて、次式により求まる。
Ｌ＝Ｒ１－Ｒ２＋ｔ

【0031】

測定点Ｓ１、測定点Ｓ２および位置Ｓ３を頂点とする直角三角形を想定する。測定点Ｓ１と位置Ｓ３の間の辺長である測定径Ｄと、測定点Ｓ２と位置Ｓ３の間の辺長である差分εとを用いて、ピタゴラスの定理により、測定点Ｓ１、Ｓ２の間の辺長ｈは次式により算出される。

【0032】

測定点Ｓ１、中点Ｐ３および第１レンズ球面１２１の球心位置Ｐ１を頂点とする直角三角形を想定し、算出した辺長ｈおよび第１曲率半径Ｒ１を用いて、球心位置Ｐ１から中点Ｐ３までの辺長Ａを次式により算出する。

【0033】

測定点Ｓ１、Ｓ２および位置Ｓ３を頂点とする直角三角形と、第１レンズ球面１２１の球心位置Ｐ１、交点Ｓ４および中点Ｐ３を頂点とする直角三角形とは相似である。よって、球心位置Ｐ１から交点Ｓ４までの辺長Ｘは、次式により算出できる。
Ａ：Ｘ＝ｈ：ε
Ｘ＝Ａ×ε／ｈ

【0034】

球心位置Ｐ１、中点Ｐ３および交点Ｓ４を頂点とする直角三角形を想定し、辺長Ａと辺長Ｘを用いて、交点Ｓ４から中点Ｐ３までの辺長Ｂを、次式により算出する。

【0035】

球心位置Ｐ１、Ｐ２および交点Ｓ４を頂点とする直角三角形を想定し、球心位置Ｐ１、Ｐ２の間の辺長である距離Ｌと辺長Ｘを用いて、球心位置Ｐ２から交点Ｓ４までの辺長Ｙを、次式により算出する。

【0036】

回転中心線３ａに沿った方向における、球心位置Ｐ２から測定点Ｓ１（中点Ｐ４）までの間の距離Ｃを、次式により算出する。
Ｃ＝Ｂ－Ｙ－ε／２

【0037】

よって、回転中心線３ａに沿った方向における、球心位置Ｐ２からレーザー測定器５０の高さ位置Ｓ５までの間の距離であるオフセット値ＯＦＦＳＥＴは、次式により求まる。
ＯＦＦＳＥＴ＝Ｃ－Ｍｉｎ

【0038】

（本測定動作）
図３は、測定対象の球面レンズ２の肉厚を測定する本測定動作を示す説明図である。本測定動作は次の各工程が含まれている。対象レンズ載置工程、対象レンズ測定工程、対象レンズ測定値抽出工程は、基本的に、予備測定動作における対応する工程と同一である。

【0039】

＜対象レンズ載置工程＞
マスターレンズ１０２に代えて、測定対象の球面レンズ２をレンズ載置台３の円形開口縁３３に載せる。レンズ載置台３の回転中心線３ａ上に、円形開口縁３３に接する球面レンズ２の第２レンズ球面２２の球心位置Ｐ２が位置する状態が形成される。

【0040】

＜対象レンズ測定工程＞
球面レンズ２の第２レンズ球面２２の球心位置Ｐ２（１）から、回転中心線３ａに沿った方向に、オフセット値ＯＦＦＳＥＴだけ離れた高さ位置Ｓ５に配置されているレーザー測定器５０を用いて、回転中心線３ａ周りに回転する球面レンズ２の第１レンズ球面２１からの距離を測定する。

【0041】

＜対象レンズ測定値抽出工程＞
測定動作において、高さ位置Ｓ５を維持した状態で、レーザー測定器５０を、回転中心線３ａを通り当該回転中心線３ａに直交する直交方向３ｂに走査し、回転している第１レンズ球面２１における測定値が変化しない位置を回転中心線３ａ上の中心点として抽出する。また、中心点を中心とする直径が測定径Ｄ（１）の円周上の各測定点において得られる測定値から、最大測定値Ｍａｘ（１）と最小測定値Ｍｉｎ（１）を抽出する。

【0042】

＜肉厚算出工程＞
回転中心線３ａと、最小測定値Ｍｉｎ（１）および最大測定値Ｍａｘ（１）が得られる測定点Ｓ１（１）、Ｓ２（１）とを含む平面ＰＬ（１）を想定する。平面ＰＬ（１）上において、第２レンズ球面２２の球心位置Ｐ２（１）および高さ位置Ｓ５を基準とする測定点Ｓ１（１）、Ｓ２（１）および第１レンズ球面２１の球心位置Ｐ１（１）の幾何学的位置関係に基づき、測定径Ｄ（１）、最大測定値Ｍａｘ（１）、最小測定値Ｍｉｎ（１）、第１曲率半径Ｒ１、第２曲率半径Ｒ２、およびオフセット値ＯＦＦＳＥＴを用いて、球面レンズ２のレンズ光軸位置におけるレンズ肉厚ｔ（１）を計算により求める。

【0043】

肉厚算出工程を、図３を参照して具体的に以下に説明する。図３に示す平面ＰＬ（１）上において、最小測定値Ｍｉｎ（１）が得られる測定点Ｓ１（１）から、測定点Ｓ２（１）の側に向けて、回転中心線３ａに直交する直交方向３ｂに測定径Ｄ（１）だけ離れた点を位置Ｓ３（１）とする。第１レンズ球面２１の球心Ｐ１から回転中心線３ａに引いた垂線が当該回転中心線３ａと交差する点を交点Ｓ４（１）とする。測定点Ｓ１（１）と測定点Ｓ２（１）とを結ぶ線分の中点を中点Ｐ３（１）とし、測定点Ｓ１（１）と位置Ｓ３（１）とを結ぶ線分の中点を中点Ｐ４（１）とする。

【0044】

まず、測定点Ｓ２（１）と位置Ｓ３（１）の間の距離を、最小測定値Ｍｉｎ（１）と最大測定値Ｍａｘ（１）の差分ε（１）として求める。
ε（１）＝Ｍａｘ（１）－Ｍｉｎ（１）
中点Ｐ３（１）と中点Ｐ４（１）の間の距離δ（１）を、次式により求める。
δ（１）＝ε（１）／２

【0045】

第１測定点Ｓ１（１）、第２測定点Ｓ２（１）および位置Ｓ３（１）を頂点とする直角三角形を想定し、第１測定点Ｓ１（１）と位置Ｓ３（１）の間の辺長である測定径Ｄ（１）と、第２測定点Ｓ２（１）と位置Ｓ３（１）との間の辺長である差分ε（１）とを用いて、第１、第２測定点Ｓ１（１）、Ｓ２（１）の間の辺長ｈ（１）を、次式により算出する。

【0046】

第１測定点Ｓ１（１）、中点Ｐ３（１）および第１レンズ球面２１の球心位置Ｐ１（１）を頂点とする直角三角形を想定し、球心位置Ｐ１（１）から中点Ｐ３（１）までの辺長Ａ（１）を、次式により算出する。

【0047】

第１、第２測定点Ｓ１（１）、Ｓ２（１）および位置Ｓ３（１）を頂点とする直角三角形と、球心位置Ｐ１（１）、交点Ｓ４（１）および中点Ｐ３（１）を頂点とする直角三角形との間の相似関係に基づき、球心位置Ｐ１（１）から交点Ｓ４（１）までの辺長Ｘ（１）を、次式により算出する。
Ａ（１）：Ｘ（１）＝ｈ（１）：ε
Ｘ（１）＝Ａ（１）×ε（１）／ｈ（１）

【0048】

球心位置Ｐ１、中点Ｐ３（１）および交点Ｓ４（１）を頂点とする直角三角形を想定し、辺長Ａ（１）と辺長Ｘ（１）を用いて、交点Ｓ４（１）から中点Ｐ３（１）までの辺長Ｂ（１）を、次式により算出する。

【0049】

回転中心線３ａに沿った方向における、球心位置Ｐ２（１）から、第１測定点Ｓ１（１）までの間の距離Ｃ（１）を、予備測定動作によって算出したオフセット値ＯＦＦＳＥＴを用いて、次式により算出する。
Ｃ（１）＝Ｍｉｎ（１）＋ＯＦＦＳＥＴ

【0050】

交点Ｓ４（１）から球心位置Ｐ２（１）までの距離Ｙ（１）を、辺長Ｂ（１）、距離Ｃ（１）および差分ε（１）を用いて、次式により算出する。
Ｙ（１）＝Ｂ（１）－Ｃ（１）－ε（１）／２

【0051】

球心位置Ｐ１、球心位置Ｐ２および交点Ｓ４（１）を頂点とする直角三角形を想定し、球心位置Ｐ１から球心位置Ｐ２までの辺長Ｌ（１）を、辺長Ｘ（１）、Ｙ（１）を用いて、次式により算出する。

【0052】

よって、球面レンズ２のレンズ光軸２ａの位置でのレンズ肉厚ｔ（１）は、次式により求まる。なお、球心位置Ｐ１と球心位置Ｐ２が、レンズ光軸２ａに沿った方向において、逆の位置関係となる場合には、符号を入れ替える。
ｔ（１）＝Ｌ（１）－Ｒ１＋Ｒ２

【0053】

（その他の実施の形態）
なお、本発明の肉厚測定方法により、球面レンズの光軸ズレ（偏心量）の算出も可能である。この場合には、芯取り後の球面レンズ２を、振れないように、レンズ載置台３の円形開口縁３３に載せる（球面レンズ２を、そのレンズ光軸２ａが回転中心線３ａに一致するように載せる）。この状態で測定を行い、図３における距離Ｘ（１）と、距離Ｌ（１）から、光軸ズレを算出できる。

【符号の説明】

【0054】

１ 肉厚測定装置
２ 球面レンズ
２ａ レンズ光軸
３ レンズ載置台
３ａ 回転中心線
３ｂ 直交方向
４ 回転機構
５ 測定機構
６ 制御盤
２１ 第１レンズ球面
２２ 第２レンズ球面
３１ 円筒状カップ
３２ 回転軸
３３ 円形開口縁
３４ 軸受
４１ モーター
４２ 回転伝達機構
５０ レーザー測定器
５１ 第１アクチュエータ
５２ 第２アクチュエータ
５３ 第１測長ユニット
５４ 第２測長ユニット
６１ 操作部
６２ 制御部
６３ 表示部
６４ 演算処理部
１０２ マスターレンズ
１２１ 第１レンズ球面
１２２ 第２レンズ球面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】