JP2000334647A

JP2000334647A - レンズ加工用治具およびこれを用いたレンズ加工方法

Info

Publication number: JP2000334647A
Application number: JP11149065A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yano; 敦矢野; Fusao Kosoto; 房雄小曽戸; Toshimitsu Furuya; 利光古谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2000-12-05

Abstract

(57)【要約】【課題】構成が簡単であって、しかもレンズ径の異な
るレンズに対応できる汎用型のレンズ加工用治具を実現
できる。【解決手段】平坦面からなるブロック皿１０の上面１
０ａに、ブロック１３を放射状にビス止めすることによ
ってリブ状の突出部を設ける。ブロック皿１０の上面１
０ａに接着剤２によってレンズＲ₁ を貼り付けるときに
は、各レンズＲ₁の外周縁をブロック１３に当接して位
置決めする。リセス皿等に比べて構造が簡単で、従って
安価であり、しかも、レンズ径の異なるレンズにそのま
ま対応できる。

Description

【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、ビデオあ
るいは半導体機器等の光学素子として用いるレンズを研
削・研磨加工するためのレンズ加工用治具およびこれを
用いたレンズ加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来カメラ、ビデオあるいは半導体機器
等の光学素子として用いるレンズの研削・研磨加工は、
図１１に示すリセス皿と呼ばれるレンズ加工用治具に複
数個のレンズを貼り付けて加工する方法が一般的に知ら
れている。このリセス皿Ｅ₀ は、その上面に複数のレン
ズＲ₀ を貼り付けて保持し、粗研削、精研削、研磨の３
工程によって所望の形状精度と平面精度になるように加
工する。加工後は、リセス皿Ｅ₀ から各レンズＲ₀ を剥
して、洗浄等の後工程を経て、品質検査を行なう。

【０００３】リセス皿Ｅ₀ は、各レンズＲ₀ を挿入する
ためのリセス穴１１０ａを備え、各リセス穴１１０ａ
に、レンズＲ₀ を固定するための輪帯形状の貼付面１１
０ｂとレンズ貼り付け時の熱を排出する空気孔１１０ｃ
を形成した本体１１０と、図示しない加工装置の主軸に
装着するためのネジ部１１１ａを有する円筒状のシャン
ク部１１１と、レンズＲ₀ のＴ寸法（厚さ）を決定させ
るのに重要な基準面１１２ａを有するフランジ部１１２
とで構成されている。

【０００４】各リセス穴１１０ａの中心部に空気孔１１
０ｃを設ける理由は、レンズＲ₀ をリセス穴１１０ａの
貼付面１１０ｂに貼り付ける工程で、まず、図示しない
加熱装置である設定温度に加熱したリセス皿Ｅ₀ の輪帯
形状の貼付面１１０ｂに熱可塑性接着剤１０１を塗布
し、これにレンズＲ₀ を貼り付けるが、このとき、レン
ズＲ₀ の下に滞留した空気が膨張してレンズＲ₀ を押し
上げてしまうのを防ぐためである。

【０００５】リセス皿Ｅ₀ の製作においては、レンズＲ
₀ の形状精度を表わすＴ寸法を、レンズの一般公差Ｔ±
０．０５ｍｍに仕上げるために、リセス皿Ｅ₀ の基準面
１１２ａからレンズＲ₀ の貼付面１１０ｂまでの高さＨ
のバラツキが少なくとも０．０２ｍｍ以下になるように
製作する。

【０００６】また、リセス穴１１０ａの径寸法は、レン
ズＲ₀ の外径に合わせる必要がある。すなわち、レンズ
の形状ごとに、異なる寸法のリセス穴が必要であり、従
って、レンズの種類ごとに専用のリセス皿が必要となっ
ていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術によれ
ば、リセス皿等のレンズ加工用治具は、前述のように、
レンズの形状等が異なるごとに、それぞれ専用のものが
必要であるから、用意しておくリセス皿の枚数が多くな
り、リセス皿の管理の手間と、膨大なリセス皿の保管ス
ぺースが必要となっていた。

【０００８】また、リセス皿は、レンズを貼り付けるリ
セス穴の径や深さ精度、あるいは輪帯形状の貼付面の精
度を出すための仕上げ加工や、空気孔の加工等の精密な
加工工程を必要とするため、製造コストが極めて高いと
いう未解決の課題があった。

【０００９】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、異なるレンズ径に対
応できる汎用型のレンズ加工用治具であって、しかも構
成が簡単で製造コストの低いレンズ加工用治具およびこ
れを用いたレンズ加工方法を提供することを目的とする
ものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のレンズ加工用治具は、複数のレンズを貼り
付けるための平坦面または湾曲面からなるレンズ貼付面
と、該レンズ貼付面から突出して前記レンズを位置決め
するリブ状またはピン状の突出部を有することを特徴と
する。

【００１１】リブ状の突出部が、レンズ貼付面に固着さ
れた複数のブロックによって構成されているとよい。

【００１２】複数のブロックが、レンズ貼付面上に放射
状に配設されているとよい。

【００１３】ピン状の突出部が、レンズ貼付面に固着さ
れた複数のビスによって構成されていてもよい。

【００１４】リブ状の突出部が、レンズ貼付面に固着さ
れたリングまたは、レンズ貼付面の外周縁に配設された
輪帯突起部によって構成されていてもよい。

【００１５】

【作用】レンズ貼付面に熱可塑性樹脂の接着剤等を塗布
して各レンズを貼り付ける際に、レンズの外周縁をレン
ズ貼付面上に突出するリブ状またはピン状の突出部に当
接することで、各レンズを安定して位置決めし、レンズ
貼付面にレンズを均一に貼り付けることができる。

【００１６】レンズ径が異なる場合でも適用できる汎用
型のレンズ加工用治具であるから、リセス皿のように異
なるレンズ径ごとに専用のものを用意しておく必要がな
い。従って、レンズ加工用治具の管理の手間や保管スペ
ース等を大幅に削減できる。

【００１７】加えて、単一の平面または曲面である平坦
面や湾曲面からなるレンズ貼付面にリブ状またはピン状
の突出部を設けた簡単な構成であるから、リセス穴等の
複雑な加工を必要とする場合に比べて、格段に安価であ
る。

【００１８】このようなレンズ加工用治具を用いてレン
ズの研削、研磨等を行なうことで、各種光学素子となる
レンズの低価格化に貢献できる。

【００１９】

【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。

【００２０】図１ないし図３は、第１の実施の形態によ
るレンズ加工用治具およびレンズ加工方法を示すもの
で、このレンズ加工用治具Ｅ₁ は、レンズ貼付面である
上面１０ａに平面レンズＲ₁ を４枚貼り付けるように構
成された４個貼りの本体であるブロック皿１０と、後述
するように加工装置の下軸に連結するためのネジ部１１
ａを有するシャンク部１１と、基準面１２ａを有するフ
ランジ部１２を備えている。

【００２１】ブロック皿１０の上面１０ａは平坦面であ
り、その中心Ｏから放射状に十文字に均等に配置された
リブ状の突出部である４個のブロック１３が、それぞれ
ビス１３ａによって固着されている。レンズＲ₁ を貼り
付ける上面１０ａは、フランジ部１２の基準面１２ａに
対して平行度の高い単一の平面であり、また、シャンク
部１１の円筒部は、基準面１２ａに対して直角に形成さ
れている。

【００２２】図１の（ｃ）に示すように、４個貼りのブ
ロック皿１０に４枚のレンズＲ₁ を貼り付けて、工具に
よる粗研削、精研削、研磨加工を施すことで、各レンズ
Ｒ₁が所望の形状と鏡面精度に仕上げられる。仕上げら
れたレンズＲ₁ は、ブロック皿１０から剥されて、後工
程へと送られる。

【００２３】ブロック皿１０上にビス止めされ４個のブ
ロック１３は、ブロック皿１０の上面１０ａから突出し
ており、これに各レンズＲ₁ の外周縁を当接して、所望
の貼付位置に安定保持する。すなわち、各ブロック１３
の間に１個ずつレンズＲ₁ を保持させ、各レンズＲ₁ の
裏面は、後述するように熱可塑性樹脂の接着剤によって
ブロック皿１０の上面１０ａに貼着される。

【００２４】図２および図３は、ブロック皿１０に貼り
付けたレンズＲ₁ の加工工程を示す。まず、図示しない
加熱装置によって、ブロック皿１０の上面１０ａを予め
ある設定温度に加熱し、図２の（ａ）に示すように、熱
可塑性樹脂の接着剤２を塗布し、この接着剤２が軟化し
ている間に、ブロック１３の側面にレンズＲ₁ の側面を
突き当てて、ブロック皿１０の上面１０ａに対して４個
のレンズＲ₁ が傾かないようにそれぞれ貼り付けて、冷
却固定する。

【００２５】貼り付けたレンズＲ₁ が冷却したのち、図
２の（ｂ）に示すように、粗研削装置の加工軸３ａに、
ブロック皿１０のシャンク部１１が装着される。砥石軸
４に取り付けられた例えば＃２００程度のカップ型の工
具であるダイヤモンド砥石４ａの回転と、加工軸３の回
転によるブロック皿１０の回転、およびノズルから供給
される研削液５ａによって、徐々にレンズＲ₁ が研削さ
れ、粗研削工程における所望のレンズ形状と表面粗さに
加工される。

【００２６】粗研削加工ののち、図２の（ｃ）に示すよ
うに、ブロック皿１０のシャンク部１１を精研削装置の
加工軸３ｂに装着する。例えば＃２０００程度の粒状の
ダイヤモンド砥石が貼り付けられた工具である平面皿
（精研削皿）６ａに、図示しない装置によって押圧荷重
と左右の揺動運動が与えられ、加工軸３ｂの回転による
ブロック皿１０の回転、およびノズルから供給される研
削液５ｂの作用によって、徐々にレンズＲ₁ が研削さ
れ、精研削工程における所望のレンズ形状と表面粗さに
加工される。

【００２７】精研削加工ののち、図３の（ａ）に示すよ
うに、ブロック皿１０のシャンク部１１が研磨装置の加
工軸３ｃに装着されると、例えばポリウレタン等が貼り
付けられた工具である平面皿（研磨皿）７ａに、図示し
ない装置によって押圧荷重と左右の揺動運動が与えら
れ、加工軸３ｃに装着されたブロック皿１０の回転、お
よびノズルから供給される研削液５ｃによって、徐々に
レンズＲ₁ が研磨され、研磨工程における所望のレンズ
形状と鏡面に加工される。

【００２８】研磨を終了したレンズＲ₁ が貼り付けられ
たブロック皿１０を、図示しない加熱装置によって加熱
し、熱可塑性樹脂の接着剤２を軟化させて、図３の
（ｂ）に示すように、４個のレンズＲ₁ をそれぞれブロ
ック皿１０から剥し、後工程へ搬送して洗浄検査する。

【００２９】（実施例１）４個貼りのブロック皿を用い
て上記のレンズ加工方法によって加工された、φ＝２５
ｍｍ、Ｔ＝１０．０２のレンズの研磨完了の仕上がり精
度は、平面レンズのＴ公差１０．０２±０．０５を充分
満足し、面精度においても、１皿目から１８皿目の面精
度にほとんど変化なく安定加工による高品質が確認でき
た。

【００３０】また、レンズ形状を変更して上記のレンズ
加工方法で加工したφ＝２０ｍｍ、Ｔ＝５．２４のレン
ズにおいても、上記と同様に、平面レンズのＴ公差５．
２４±０．０５を充分満足し、面精度においても、１皿
目から２５皿目の面精度にほとんど変化なく安定加工が
確認できた。

【００３１】図４および図５は第１の実施の形態の２つ
の変形例を示す。図４は、ブロック皿１０の上面１０ａ
を放射状に６分割するブロック１４を均等に配置した７
個貼りのブロック皿であり、図５は、ブロック皿１０の
上面１０ａの中心部を放射状に４分割し、かつ、外周部
を放射状に１２分割するブロック１５を設けることによ
り、１６個貼りのブロック皿としたものである。

【００３２】（実施例２）７個貼りと１６個貼りのブロ
ック皿に、φ＝２５ｍｍ、Ｔ＝１０．０２のレンズ７個
と、φ＝２０ｍｍ、Ｔ＝５．２４のレンズ１６個それぞ
れ貼り付けて加工したところ、実施例１の４個貼りで確
認した平面レンズのＴ寸法公差および面精度と同程度で
あり、何ら問題無く加工できた。

【００３３】本実施の形態によれば、従来例のリセス皿
のようにリセス穴に規制されることなく、自由にレンズ
を貼り付けられるため、ブロック皿１枚でレンズ径の異
なる複数種類のレンズの加工が可能であり、従って、ブ
ロック皿の管理が簡単で、保管スペースはリセス皿の５
０％以上削減できる。また、従来のリセス皿と比較し
て、上記の４個、７個、１６個貼りのブロック皿の製作
コストは、３５〜６５％削減できることが判明した。

【００３４】図６は、第２の実施の形態によるレンズ加
工用治具を示す。このレンズ加工用治具Ｅ₂ は、レンズ
貼付面である上面２０ａにピン状の突出部を有する平面
レンズ７個貼りのポイント皿２０を備えている。ポイン
ト皿２０の構成は、上面２０ａの円周に沿って均等にビ
ス穴が形成され、皿ネジ等からなるビスであるポイント
ビス２３が各ビス穴に固着されている。レンズ貼付面で
ある上面２０ａは単一平面からなる平坦面で、フランジ
部２２の基準面２２ａに対して平行に形成される。シャ
ンク部２１の円筒部は基準面２２ａに対して直角に形成
され、シャンク部２１にはネジ部２１ａが形成されてい
る。

【００３５】図６の（ｃ）に示すように、加熱装置によ
って予めある設定温度に加熱されたポイント皿２０の上
面２０ａに、熱可塑性樹脂の接着剤２を塗布し、この接
着剤２が軟化している間に、ポイントビス２３の側面に
レンズＲ₂ の側面を突き当て、ポイント皿２０の上面２
０ａに対して７個のレンズＲ₂ が傾かないようにそれぞ
れ貼り付け、冷却し、固定する。レンズ加工後のレンズ
Ｒ₂ の剥しは、レンズＲ₂ が貼り付けられたポイント皿
２０を加熱装置で加熱し、熱可塑性樹脂の接着剤２を軟
化させて、レンズＲ₂ をポイント皿２０から剥す。

【００３６】（実施例３）上記のポイント皿の７個貼り
で加工されたφ＝２５ｍｍ、Ｔ＝１０．０２のレンズ研
磨完了の仕上がり精度は、平面レンズのＴ公差１０．０
２±０．０５を充分満足し、面精度においても、１皿目
から１５皿目の面精度にほとんど変化なく安定加工が確
認できた。

【００３７】本実施の形態によれば、従来例のようにリ
セス皿のリセス穴等に規制されることなく、自由にレン
ズを貼り付けられるため、ポイント皿１枚で複数種類の
レンズの加工が可能となり、ポイント皿の保管スペース
はリセス皿に比べて５０％以上削減できる。また、リセ
ス皿と比較して、上記のポイント皿の製作コストは３０
％削減できた。

【００３８】さらに、ポイント皿は、図７に示すよう
な、単一曲面である凹形の湾曲面からなるレンズ貼付面
を有する７個貼りのポイント皿３０として凹レンズＲ₃
を加工するように構成することができる。あるいは、図
８に示すように、単一曲面である凸形の湾曲面からなる
レンズ貼付面を有する４個貼りのポイント皿４０として
凸レンズＲ₄ を加工することができる。ポイント皿３０
およびポイント皿４０を用いたレンズ加工方法は、平面
形状のポイント皿の場合と同様である。

【００３９】ポイント皿３０のレンズ貼り付けは、平面
形状のポイント皿と同様に、熱可塑性樹脂の接着剤２で
凹形状の上面３０ａに凹レンズＲ₃ の裏面を貼り付ける
が、ここで、凹形状の上面３０ａの曲率半径より凹レン
ズＲ₃ の裏面の曲率半径の方が大であるのが望ましい。

【００４０】また、ポイント皿４０のレンズ貼り付け
も、平面形状のポイント皿と同様に、熱可塑性樹脂の接
着剤２で凸形状の上面４０ａに凸レンズＲ₄ の裏面を貼
り付けるが、ここで、凸形状の上面４０ａの曲率半径よ
り凸レンズＲ₄ の裏面の曲率半径の方が小であるのが望
ましい。

【００４１】上記の凹形状および凸形状のポイント皿に
おいても、それぞれ１皿で複数種類のレンズ加工が可能
となり、保管スペースは５０％以上の削減となる。また
従来のリセス皿と比較して、製作コストは４５％の削減
率となった。

【００４２】図９は第３の実施の形態によるレンズ加工
用治具Ｅ₃ を示す。これは、レンズ貼付面である上面５
０ａにリング形状のリブ状の突出部を備えた１６個貼り
のリング皿５０を有する。リング皿５０の構成は、上面
５０ａに、リング５３が例えばレンズ貼付面の半径の中
心を通る円周上に配置され、ビス５３ａによって固着さ
れている。上面５０ａは単一平面からなる平坦面であ
り、フランジ部５２の基準面５２ａに対して平行に形成
され、シャンク部５１の円筒部は基準面５２ａに対して
直角に形成され、シャンク部５１にはネジ部５１ａが形
成されている。

【００４３】１６個貼りリング皿５０に対するレンズＲ
₅ の貼り付けは、加熱装置によって予めある設定温度加
熱されたリング皿５０の上面５０ａに熱可塑性樹脂の接
着剤２を塗布し、この接着剤２が軟化している間に、リ
ング５３の内周側の側面に４個のレンズＲ₅ の側面を突
き当て、上面５０ａに対してレンズＲ₅ が傾かないよう
にそれぞれ貼り付ける。次に、リング５３の外周側の側
面に１２個のレンズＲ ₅ の側面を突き当て、上面５０ａ
に対して各レンズＲ₅ が傾かないようにそれぞれ貼り付
けて、冷却固化する。また、レンズ加工後のレンズＲ₅
の剥しは、レンズＲ₅ が貼り付けられたリング皿５０を
加熱装置で加熱し、熱可塑性樹脂の接着剤２が軟化した
とき、レンズＲ₅ をリング皿５０から剥す。

【００４４】（実施例４）上記のリング皿の１６個貼り
で加工された、φ＝２０ｍｍ、Ｔ＝５．２４のレンズの
研磨完了の仕上がり精度は、平面レンズのＴ公差５．２
４±０．０５を充分満足し、面精度においても、１皿目
から１０皿目の面精度にほとんど変化なく安定加工がで
きた。

【００４５】図１０は第３の実施の形態の一変形例を示
す。これはレンズ貼付面である上面６０ａの外周縁にリ
ブ状の突出部である輪帯突起部６３を設けた輪帯突起皿
６０を有する。

【００４６】例えば、半径５０ｍｍの輪帯突起皿に、φ
＝１２ｍｍ、Ｔ＝３．５のレンズＲ ₆ １８個を輪帯突起
部に当接し、レンズ貼付面の中帯部に１２個、平面中心
部に４個貼り付けた合計３４個貼りのレンズ加工用治具
として用いる。

【００４７】前述と同様にレンズＲ₆ を加工した結果、
リング皿の１６個貼り同様に、平面レンズのＴ寸法公差
と面精度いずれにおいても、何ら問題無く加工できた。

【００４８】本実施の形態によれば、従来例のようにリ
セス皿のリセス穴等に規制されることなく、自由にレン
ズを貼り付けられるため、リング皿や輪帯突起皿１枚で
複数種類のレンズの加工が可能となり、保管スペースは
５０％以上削減できる。また、リセス皿と比較して、上
記の１６個貼りのリング皿や３４個貼りの輪帯突起皿の
製作コストは、４５〜６５％の削減率となった。

【００４９】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。

【００５０】極小レンズから量産レンズまで異なるレン
ズ径にフレキシブルに対応できる汎用型であって、しか
も構成が簡単で、従って安価であるレンズ加工用治具を
実現できる。

【００５１】このようなレンズ加工用治具を用いて研削
・研磨加工を行なうことで、レンズの生産性を大幅に向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態によるレンズ加工用治具を示
すもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は一部断面側面
図、（ｃ）は斜視図である。

【図２】図１のレンズ加工用治具を用いたレンズの加工
工程の前半を示す図である。

【図３】図１のレンズ加工用治具を用いたレンズの加工
工程の後半を示す図である。

【図４】第１の実施の形態の第１の変形例を説明する図
である。

【図５】第１の実施の形態の第２の変形例を説明する図
である。

【図６】第２の実施の形態によるレンズ加工用治具を示
すもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は一部断面側面
図、（ｃ）は斜視図である。

【図７】第２の実施の形態の一変形例を説明する図であ
る。

【図８】第２の実施の形態の別の変形例を説明する図で
ある。

【図９】第３の実施の形態によるレンズ加工用治具を示
すもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は一部断面側面
図、（ｃ）は斜視図である。

【図１０】第３の実施の形態の一変形例を説明する図で
ある。

【図１１】一従来例によるリセス皿を説明する図であ
る。

【符号の説明】

２接着剤１０ブロック皿１１，２１，５１シャンク部１２，２２，５２フランジ部１２ａ，２２ａ，５２ａ基準面１３，１４，１５ブロック２０，３０，４０ポイント皿２３ポイントビス５０リング皿５３リング６０輪帯突起皿６３輪帯突起部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古谷利光東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 3C049 AA04 AB05 CA06 CB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のレンズを貼り付けるための平坦面
または湾曲面からなるレンズ貼付面と、該レンズ貼付面
から突出して前記レンズを位置決めするリブ状またはピ
ン状の突出部を有するレンズ加工用治具。
【請求項２】リブ状の突出部が、レンズ貼付面に固着
された複数のブロックによって構成されていることを特
徴とする請求項１記載のレンズ加工用治具。
【請求項３】複数のブロックが、レンズ貼付面上に放
射状に配設されていることを特徴とする請求項２記載の
レンズ加工用治具。
【請求項４】ピン状の突出部が、レンズ貼付面に固着
された複数のビスによって構成されていることを特徴と
する請求項１記載のレンズ加工用治具。
【請求項５】リブ状の突出部が、レンズ貼付面に固着
されたリングによって構成されていることを特徴とする
請求項１記載のレンズ加工用治具。
【請求項６】リブ状の突出部が、レンズ貼付面の外周
縁に配設された輪帯突起部によって構成されていること
を特徴とする請求項１記載のレンズ加工用治具。
【請求項７】請求項１ないし６いずれか１項記載のレ
ンズ加工用治具によって保持されたレンズを、工具によ
って加工する工程を有するレンズ加工方法。