JP2001088001A - 光学素子の研削・研磨用治具 - Google Patents

光学素子の研削・研磨用治具

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JP2001088001A
JP2001088001A JP26288599A JP26288599A JP2001088001A JP 2001088001 A JP2001088001 A JP 2001088001A JP 26288599 A JP26288599 A JP 26288599A JP 26288599 A JP26288599 A JP 26288599A JP 2001088001 A JP2001088001 A JP 2001088001A
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Japan
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lens
optical element
ring
adhesive
grinding
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JP26288599A
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English (en)
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Kunio Nakagawa
邦男 中川
Akio Fujino
明男 藤野
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Canon Inc
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  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着による歪みの影響を受けることなくレン
ズ等を安定保持できる光学素子の研削・研磨用治具を実
現する。 【解決手段】 リング状台皿10は、リング状の接着部
12aを有し、接着部12aの有効径は、レンズW1
外径を40〜20%縮小したものである。リング状台皿
10を所定の温度に加熱したうえで、紙を中間材として
両面にピッチ材を付着させた接着シート30を接着部1
2aに当接し、接着シート30のピッチ材が溶け出した
ところでレンズW1 を接着する。コバ薄のレンズ外径部
を避けてその内側をリング状台皿10に接着するもので
あるため、ピッチ材の熱収縮等による歪みの影響を受け
ることなく、また、紙を中間材とする接着シート30を
用いることで接着キズも回避できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ等を工具皿
によって研削・研磨加工する際に用いる光学素子の研削
・研磨用治具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】研削・研磨加工するレンズ等光学素子の
保持方法として代表的なものが2つあり、そのうちの1
つはレンズと治具を接着しない嵌め込み式の保持方法で
あり、もう一つは接着剤を用いてレンズと治具を接着固
定する保持方法である。
【0003】前者は、例えばレンズを保持するレンズホ
ルダとして、「JOEM光学素子加工技術研修会・基礎
コース」発行日本オプトメカトロニクス協会1−5研削
・研磨41項にホルダ嵌め込み保持と記述されているよ
うに、接着剤を使用することなく円筒状のベース部材に
レンズを嵌め込む方式の保持具(治具)である。
【0004】この嵌め込み式のレンズホルダは、図4に
示すように、ベース部材として、片面がレンズR1 の受
け面の曲率半径に対応する曲面状に形成された鉄、鋳物
等の硬質材料からなるホルダ台座101と、該ホルダ台
座101の周りにレンズR1の外径に合わせて取り付け
た円筒状のホルダ枠102と、ホルダ台座101の曲面
部に接着固定された弾性シート103を具備し、レンズ
1 の受け面側を前記弾性シート103に当接させて、
未接着の状態でホルダ枠102によりレンズR 1 を保持
するようになっている。
【0005】後者の接着剤を用いるレンズの保持方法と
してはリセス貼り保持方法が広く知られている。これ
は、特開平7−136915号公報、特開平7−299
719号公報等に記載されているもので、図3の(a)
に示すリセス皿本体201を80℃〜120℃に加熱
し、天然樹脂および石油アスファルト(ピッチ)を主成
分とした接着剤202(九重電気製リセスワックスRW
−99等)をレンズ保持部201aに熔着・塗布し、レ
ンズR2 を押し付け後に、リセス皿本体201を冷却す
る。これによって、接着剤202が固化してリセス皿本
体201のレンズ保持部201aでレンズR2 が仮止め
保持される。
【0006】レンズ外径と接着面外周部との径差Δγ
は、レンズ径35mmの場合に2〜3mm、比率で表わ
すと82〜88%がよいと記してある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、嵌め込み式のレンズホルダにおいて
は、図4に示すレンズR1 のように、外周部の肉厚が薄
くなっているいわゆるコバ薄の形状(凸メニスカスレン
ズ)等の場合、加工中の回転運動に伴ない、工具皿取り
付け精度、機械軸精度の変動、レンズとホルダ台座の間
に介在するシート材が弾性であるなど諸々の影響を受け
て、レンズ枠外へずれを生じ、その結果、レンズの破損
を招いてしまう。時には、工具、機械に損傷を与えて生
産の停滞を招くこともある。
【0008】また、コバ薄のレンズ外周部は剛性が低
く、外部からの力に対して変形しやすく、熱変形も起こ
しやすいため、形状特性のあるレンズのリセス貼り保持
方法では、リセス皿を加熱してレンズを貼り付け後、リ
セス皿を冷却して接着剤が固化するまでに至るプロセス
で、レンズが歪みを起こして、変形したままのレンズが
リセス皿に固着保持される。
【0009】このような貼り付けでの歪みの原因には、
次のような事項が確認される。すなわち、80℃〜12
0℃に加熱されたリセス皿、接着剤、レンズはそれぞれ
膨張しており、冷却時にそれぞれの材料の冷却速度に差
があるために、例えば、接着剤が固化してからもレンズ
が収縮する。あるいは、レンズが冷却された後も接着剤
がさらに収縮する。その結果、レンズが歪んだまま接着
される。
【0010】そこで、図3の(b)に示すように、レン
ズR3 の剛性が外周部から内部になるほどコバ厚みに合
わせて大きくなることに着目して、レンズ外径と接着部
すなわちリセス皿本体301のレンズ保持部301aの
径差Δγを大きくとり、レンズR3 の外周縁からかなり
内側に接着剤302を塗布するように構成したリセス皿
も開発されている。
【0011】ところが、接着剤の厚みはわずか0.01
〜0.02mmであるため、リセス皿のレンズ保持面す
なわち接着面にカエリ、打痕、ゴミ等があればレンズの
有効部に接着キズを発生させることとなる。
【0012】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、レンズ等の光学素子
を保持する接着剤のために光学素子に歪みを発生した
り、治具の接着面の不具合による接着キズを生じる等の
トラブルを回避して、加工中の光学素子を安定保持する
ことができる治具であって、汎用性が高く、しかも治具
全体の小型化および軽量化にも大きく貢献できる光学素
子の研削・研磨用治具を提供することを目的とするもの
である。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の光学素子の研削・研磨用治具は、工具皿に
よって加工される光学素子の被加工面の裏面側に当接さ
れる接着シートと、該接着シートを介して前記光学素子
に当接されるリング状の当接部を備えたリング状台皿を
有し、前記接着シートが、紙を中間材として表裏に接着
剤を付着させたものであることを特徴とする。
【0014】接着剤がピッチを主成分とするピッチ材で
あるとよい。
【0015】リング状台皿の当接部にR形状部または面
取り部が設けられているとよい。
【0016】リング状台皿の当接部の直径が、光学素子
の外径を40〜20%削減した大きさであるとよい。
【0017】
【作用】レンズ等の光学素子とリング状台皿の間に紙を
中間材とする接着シートを挟んで光学素子をリング状台
皿の当接部に接着する。
【0018】紙を中間材としてその両面にピッチ材等の
接着剤を付着させたものを用いるものであるため、接着
剤の層が薄くても、リング状台皿の当接部の不具合のた
めに光学素子に接着キズを生じることなく、しかも堅固
に安定して光学素子を保持することができる。
【0019】また、リング状台皿を光学素子の外径部の
40〜20%内側の剛性の高い部分に当接することで、
コバ薄のレンズ等であっても接着剤の熱収縮等による歪
み応力の影響を低減し、極めて高精度な研削・研磨加工
を行なうことができる。
【0020】さらに、リング状台皿の外径を光学素子の
外径寸法に合わせる必要がないため、光学素子の研削・
研磨用治具の汎用性が高いという利点がある。
【0021】加えて、光学素子の外径寸法よりずっと小
径のリング状台皿を用いることで、治具の小型化、軽量
化を促進できる。
【0022】
【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。
【0023】図1は一実施の形態による光学素子の研削
・研磨用治具を示すもので、この場合は、光学素子であ
るレンズW1 が凸メニスレンズであるため、図示しない
研削・研磨機の加工軸に取り付けられた工具皿が下皿で
ある。研削・研磨用治具は、上皿としてレンズW1 の裏
面側に当接されてこれを保持するリング状台皿10を有
し、カンザシ20の加圧力によってレンズW1 を工具皿
に押圧する。
【0024】加工軸によって駆動される工具皿の回転お
よびレンズW1 の連れ回りによる相対運動と、カンザシ
20による加工圧と、レンズW1 の接続方向の揺動運動
等によって研削・研磨加工が行なわれ、レンズW1 の下
向きの被加工面が研磨される。
【0025】図1の装置においては、前述のように、被
加工物(ワーク)が凸メニスレンズであるから、工具皿
上での加工運動量を大きくするためにワークが上で工具
皿が下となっているが、レンズ形状等に応じて、加工の
安定性を考慮し、加工軸すなわち工具皿が上でワークが
下の加工形態を選択することもできる。
【0026】リング状台皿10は、中央に凹所11aを
有する円板状の本体11と、リング状の当接部である接
着部12aを端面とするリブ状突起12を有し、本体1
1の凹所11aにはカンザシ20の先端が当接される。
【0027】リング状台皿10の接着部12aの寸法
は、例えば、レンズW1 の外径100mmに対して接着
部12aの内径60mm、外径66mm、接着幅3mm
であり、接着部12aすなわちリング状台皿10のリブ
状突起12の端面は、他のレンズへの汎用性を考慮して
曲率R(10〜50目処)のR形状とするか、あるい
は、面取り幅C1の面取りを施す。
【0028】そして、レンズW1 とリング状台皿10の
間に、接着部12aの接着幅より1〜2mm程度大きく
切られた接着シート30を介在させ、該接着シート30
の表裏に付着させた接着剤であるピッチを主成分とする
ピッチ材によってレンズW1をリング状台皿10に接着
する。
【0029】接着シート30は、厚さ0.04〜0.0
6mmの紙を中間材として、その表裏に、全体の厚みが
0.3mm程度になるようにピッチ材を付着させたもの
であり、リング状台皿10に対するレンズW1 の接着は
以下のように行なわれる。
【0030】まず、接着部12aを持ったリング状台皿
10を80℃〜120℃に加熱する。加熱には、ホット
プレート等簡便な加熱装置を用いる。リング状台皿10
が充分に加熱されたら、前述のように予めリング状台皿
10の接着部12aより1〜2mm程度大きく切られた
接着シート30を載置し、熱により接着シート30のピ
ッチが溶け出した時点で、レンズW1 をリング状台皿1
0の接着部12aへ当接して接着し、常温域へと冷却固
化を待つ。接着剤としてピッチ単品等を用いると、熱に
より溶け出してリング状台皿10の接着部12aにわず
かに残るだけであるが、紙(紙厚0.04〜0.06m
m)を中間材としてピッチ材を表裏に付着させているた
め、熱により溶け出したピッチが半固体となって紙に残
り、充分な接着力を確保できる。
【0031】前述のように、リング状台皿の接着部に曲
率R(10〜50目処)のR形状部を設けるか面取り幅
C1の面取り部を設けても、接着力が落ちる心配はな
い。
【0032】リング状台皿10の接着部12aの有効
径、すなわち接着幅の中心円の直径は、レンズW1 の外
径を40〜20%縮小したものとする。
【0033】このように、コバ薄で剛性の小さいレンズ
の外周部を避けて、かなり内側にリング状台皿を当接し
て接着することで、接着剤(ピッチ)の収縮による歪み
応力の影響を低減できる。
【0034】また、接着剤として紙を中間材としてその
両面にピッチ材を付着させたものを用いることで、リン
グ状台皿の接着部のカエリ、打痕やゴミ等による接着キ
ズがレンズ面に発生するのを回避できる。
【0035】加えて、リング状台皿はレンズの外径部を
拘束するものではないため、レンズ外径によって制約を
受けることなく、治具の汎用性を大幅に向上させて加工
コストを低減できるという特筆すべき長所がある
【0036】図2は一変形例を示す。これは、光学素子
であるレンズW2 が、例えば、レンズ径200mm、重
量3.5kgの凸レンズである場合であり、レンズ形状
および重量を考慮して、リング状台皿40を図示しない
加工機の下軸に下皿として取り付ける。リング状台皿4
0の接着部42aの有効径は、レンズ径に対して約20
%縮小した160mmとする。
【0037】これによって、接着剤によるレンズW2
歪みを回避する。また、上軸に取り付けられた工具皿が
レンズW2 の上で回転および左右の揺動運動を行なうた
め、加工圧に対する安定性も充分となる。
【0038】リング状台皿40を上記と同様に加熱して
接着シート50を載置し、接着シート50のピッチが溶
け出した時点でレンズW2 を当接して接着・固化させ
る。
【0039】光学素子の研削・研磨用治具側を加工装置
の主軸に取り付けるものであるため、レンズ径よりずっ
と小さい軽量かつ小型のリング状台皿を用いることがで
きる。従って、安定した効率のよい加工を行なうことが
できるという利点がある。
【0040】
【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。
【0041】治具に光学素子を接着するための接着剤に
よって光学素子に歪みを発生したり、治具の接着部の不
具合によって光学素子に接着キズを生じることなく、加
工中の光学素子を安定保持することのできる小型かつ軽
量でしかも汎用性の高い光学素子の研削・研磨用治具を
実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施の形態による光学素子の研削・研磨用治
具を示す模式断面図である。
【図2】一変形例を示す模式断面図である。
【図3】2つの従来例を示す図である。
【図4】さらに別の従来例を示す模式断面図である。
【符号の説明】
10,40 リング状台皿 11 本体 12 リブ状突起 12a,42a 接着部 20 カンザシ 30,50 接着シート

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 工具皿によって加工される光学素子の被
    加工面の裏面側に当接される接着シートと、該接着シー
    トを介して前記光学素子に当接されるリング状の当接部
    を備えたリング状台皿を有し、前記接着シートが、紙を
    中間材として表裏に接着剤を付着させたものであること
    を特徴とする光学素子の研削・研磨用治具。
  2. 【請求項2】 接着剤がピッチを主成分とするピッチ材
    であることを特徴とする請求項1記載の光学素子の研削
    ・研磨用治具。
  3. 【請求項3】 リング状台皿の当接部にR形状部または
    面取り部が設けられていることを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の光学素子の研削・研磨用治具。
  4. 【請求項4】 リング状台皿の当接部の直径が、光学素
    子の外径を40〜20%削減した大きさであることを特
    徴とする請求項1ないし3いずれか1項記載の光学素子
    の研削・研磨用治具
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2006041024A1 (ja) * 2004-10-15 2008-05-15 ムサシ化成工業株式会社 レンズ固定用粘着テープ及びこれを用いたレンズ加工方法
JP2008142840A (ja) * 2006-12-11 2008-06-26 Olympus Corp 表面加工方法、表面加工装置
CN105945672A (zh) * 2016-07-22 2016-09-21 成都贝瑞光电科技股份有限公司 易拆装的上盘工装

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2006041024A1 (ja) * 2004-10-15 2008-05-15 ムサシ化成工業株式会社 レンズ固定用粘着テープ及びこれを用いたレンズ加工方法
JP2008142840A (ja) * 2006-12-11 2008-06-26 Olympus Corp 表面加工方法、表面加工装置
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