JP2002113646A - レンズの加工方法および加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズなどの光学素子を高精度に加工する
際、レンズにかかる加圧力を制御しつつ倣い加工を行う
ことにより、所望の形状精度にするとともに、より効率
的に加工を行う。 【解決手段】 砥石２の加圧中心軸をレンズ１のレンズ
被加工面の最外周から外れないようにレンズ１と砥石２
を相対的に揺動させつつ、レンズ１と砥石２を相対的に
回転させ、レンズ１の加工を行う。そして、加工後のレ
ンズ被加工面の形状を測定して所望の加工形状との差を
算出し、その算出結果に基づき、前記レンズ被加工面に
対する砥石２の揺動位置に応じて、前記差を解消するよ
うに加圧用エアシリンダー６の加圧力を制御して、レン
ズ１の加工量を増減させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズの加工方法
および加工装置に係り、詳しくは、加工の際、レンズへ
の加圧力を変化させると同時に、加圧量を計測しながら
高精度に加工するレンズの加工方法および加工装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レンズの加工位置によって加圧の
変動指令を出すレンズの加工方法および加工装置として
は、特開平４−２４４３６３号公報に記載されたものが
知られている。この技術に用いられる加工装置を図６〜
８を用いて説明する。図６は加工装置の主要部を示す
図、図７はレンズを加工する際の総型工具とレンズとの
位置関係を示す図、図８は加工装置の全体を示す概略図
である。

【０００３】上記加工装置の構成としては、図６および
図８に示すように、工具１１８を回転自在に取り付けた
スピンドル１１９は、揺動中心（加工するレンズ１２０
の加工曲率半径の球心）Ｏを中心に揺動自在に設けら
れ、このスピンドル１１９の側面にはロータリーエンコ
ーダー１５２が設置されている。このロータリーエンコ
ーダー１５２は、スピンドル１１９の揺動中心Ｏと同心
に設けられ、スピンドル１１９の近傍に設置された制御
装置１５３に接続されている。制御装置１５３は、装置
上軸１３２に固定した加圧シリンダー１３３に加工荷重
Ｐ０となる空気圧力１３９を流路１４０を介して供給す
る加圧装置１５４と接続されている。

【０００４】加圧シリンダー１３３には、レンズ１２０
を保持するホルダー１１６がカンザシ１１５を介して接
続され、レンズ１２０の被加工面を工具１１８に当接し
て加工荷重Ｐ０をかけるようになっている。

【０００５】上記構成からなる加工装置１５１による加
工方法にあっては、加工荷重Ｐ０を得る加圧シリンダー
１３３に供給する空気圧力１３９を電気的に制御し、加
工時における工具１１８の回転軸とレンズ１２０の中心
軸との相対角度θおよびスピンドル１１９（工具１１
８）の揺動角度φの大きさや位置に応じて、加工荷重Ｐ
０を連続的に変化させつつ、レンズ１２０の加工を行う
ことが可能である。

【０００６】この加工の際には、図７に示すように、工
具１１８とレンズ１２０の被加工面が接触する加工面積
Ｓ１は、工具１１８の揺動により変動する工具１１８と
レンズ１２０との位置関係によって増減する。すなわ
ち、加工面積Ｓ１は、工具１１８の回転軸がレンズ１２
０の中心軸に近づくにつれて増加し、逆に離れるにした
がって減少するように変化する。

【０００７】そして、上記構成の加工方法および加工装
置では、ロータリーエンコーダー１５２により工具１１
８の揺動角度φを検出して制御装置１５３により加圧シ
リンダー１３３を制御し、レンズ１２０に与える加工荷
重Ｐ０を加工面積Ｓ１の変化に応じて変動させることが
できるため、レンズ１２０の被加工面における単位面積
あたりの加圧力（Ｐ０／Ｓ１）を一定にして偏摩耗を防
ぎ、球面形状精度の高いレンズ１２０を加工することが
可能になる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平４−２
４４３６３号公報に記載されているような加工装置およ
び加工方法では、加工中の加圧力を変化させながらレン
ズ１２０の加工を行うことは可能であるが、加工中にレ
ンズ１２０に作用している加圧力の測定手段が設けられ
ていないため、加工中に設定された加圧力が出力されて
いるかを確認できない。すなわち、当初設定された加圧
力（変化量も含め）が出力されているという前提で加工
を行うことになり、フィードバックがなされない。

【０００９】さらに、加工後のレンズ形状によって、上
述の加圧力設定に補正を入れることが必要になった場
合、実際の加工時に作用している加圧力がどのようにな
っているかを確認できないと、補正を入れる場合にも的
確な補正を入れることが困難となってしまう。

【００１０】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたもので、レンズなどの光学素子を高精度に加工
する際、他のパラメーターに影響を与えず、レンズにか
かる加圧力を制御しつつ倣い加工を行うことにより、所
望の形状精度にするとともに、より効率的に加工を行う
ことができるレンズの加工方法および加工装置を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係るレンズの加工方法は、レン
ズの加工形状に合致した加工面を持つ総型工具を上下に
移動可能に設け、保持具に保持したレンズに上記総型工
具を移動してその加工面をレンズ被加工面に当接させる
とともに加圧しながら、上記レンズ被加工面の曲率中心
を揺動中心として上記総型工具と上記レンズを相対的に
揺動させつつ、上記総型工具と上記レンズを相対的に回
転させることによりレンズ加工するレンズの加工方法に
おいて、上記総型工具の加圧中心軸をレンズ被加工面の
最外周から外れないように揺動させつつレンズの加工を
行うとともに、加工後のレンズ被加工面の形状を測定し
て所望の加工形状との差を算出し、その算出結果に基づ
き、上記レンズ被加工面に対する総型工具の揺動位置に
応じて、上記差を解消するようにレンズの加工量を増減
させることを特徴とする。

【００１２】本発明の請求項２に係るレンズの加工装置
は、レンズの加工形状に合致した加工面を持つ総型工具
を上下に移動可能な軸に設け、保持具に保持したレンズ
に上記総型工具を移動してその加工面をレンズ被加工面
に当接させるとともに加圧しながら、上記レンズ被加工
面の曲率中心を揺動中心として上記総型工具と上記レン
ズを相対的に揺動させつつ、上記総型工具と上記レンズ
を相対的に回転させることにより加工するレンズの加工
装置において、上記レンズの加工中に上記総型工具をレ
ンズ被加工面に押圧する加圧力を変える加圧可変手段
と、その加圧量を測定する圧力測定手段とを上記軸に設
け、上記レンズの加工中に上記圧力測定手段からの信号
により、上記可変加圧手段の加圧力の増減を指令する制
御装置を具備することを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項３に係るレンズの加工装置
は、請求項１のレンズの加工装置にあって、上記加圧可
変手段は、圧電素子あるいはエアシリンダーのいずれか
により構成したことを特徴とする

【００１４】本発明の請求項４に係るレンズの加工装置
は、請求項１記載のレンズの加工装置にあって、上記圧
力測定手段は、圧電素子あるいは歪みゲージのいずれか
により構成したことを特徴とする。

【００１５】上記請求項１のレンズの加工方法によれ
ば、加工後のレンズ形状を測定して所望の加工形状との
差を求め、相対的に揺動している総型工具とレンズとの
揺動位置に応じて加工中のレンズの加工量を調整し、レ
ンズを所望の形状に加工できる。また、総型工具の加圧
中心軸がレンズの被加工面の最外周から外れないように
揺動させるので、加圧中心軸を支点とした回転モーメン
トは一切発生しない状態で、レンズを高精度に加工でき
る。

【００１６】上記請求項２のレンズの加工装置によれ
ば、レンズの加工中に、相対的に揺動している総型工具
とレンズとの揺動位置に応じて、制御装置から加圧可変
手段に加圧力の調整を行うように指令を出してレンズの
加工量を調整し、レンズを所望の形状に加工できる。ま
た、圧力測定手段によりレンズを加工している加圧力を
測定し、制御装置にフィードバックすることができる。

【００１７】上記請求項３のレンズの加工装置によれ
ば、加圧可変手段は、制御装置からの指令により電圧あ
るいはエアの量により、レンズの加工中の加圧力を上記
揺動位置に応じて微妙に変化させてコントロールするこ
とができる。

【００１８】上記請求項４のレンズの加工装置によれ
ば、圧力測定手段は、レンズの加工中の加圧力が実際に
どの位かかっているかを電圧の変化により測定し、加工
中の測定加圧力を制御装置にフィードバックすることが
できる。そして、レンズの加工中の加圧量を測定しなが
らその加圧量を調整することができ、より細かく加圧量
を制御することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）本発明の実施の
形態１を図１〜３に基づいて説明する。図１は本実施の
形態のレンズの加工装置を示す概略斜視図、図２は砥石
がレンズに及ぼす加圧力を２次元的に示す図、図３は相
対的に揺動しているレンズと砥石との揺動位置における
加圧力を示すとともに、揺動の時間軸を重ね合わせた加
圧力を示す図である。

【００２０】図１において、まず、加工するレンズ１を
保持する加工装置の下軸側Ｓから説明すると、レンズ保
持具として機能するレンズ貼付皿２４に装着して保持さ
れたレンズ被加工面としての凸球面を有するレンズ１
が、ワーク軸２３の上端側に取り付けたレンズホルダー
３にレンズ貼付皿２４を嵌合することにより、凸球面を
上に向けてワーク軸２３に接続されている。レンズ貼付
皿２４はレンズホルダー３に対して矢印Ｃ方向で着自在
となっており、図ではレンズ貼付皿２４とレンズホルダ
ー３は分離した状態で示してある。

【００２１】このワーク軸２３は揺動部材１７に配設さ
れ、揺動部材１７と一体となって揺動される。揺動部材
１７は舟型形状に形成され、その下面が加工装置本体
（図示省略）に固定した揺動部材受け部１６により揺動
自在に支持されており、揺動部材受け部１６は、揺動部
材１７を支持する面が上記舟型形状に見合った凹曲面形
状をしている。

【００２２】揺動部材１７の下面には台座９が一体的に
取り付けられており、この台座９には揺動部材１７を揺
動させるための揺動モーター１１が固定されている。揺
動モーター１１は、制御装置１４により、その回転速度
および回転方向が任意に制御可能となっている。この揺
動モーター１１の駆動軸には、ギア２５が取り付けられ
ており、ギア２５は円弧状のガイド１５とかみ合った状
態となっている。

【００２３】ガイド１５は、図示省略した加工装置本体
に固定されており、揺動モーター１１によりギア２５が
回動してガイド１５に沿って移動することで台座９が揺
動し、揺動部材１７およびレンズ１等が円弧を描きつ
つ、レンズ１の凸球面の曲率中心を揺動中心として矢印
Ｙ方向に揺動するようになっている。

【００２４】一方、加工装置の上軸側Ｕにおいては、レ
ンズ１の加工形状（図では凸球面）に合致した加工面形
状を有する総型工具としての砥石２が、その加工面（凸
球面形状のレンズ被加工面を加工する凹球面形状の砥石
加工面）をレンズ１の凸球面に向けて砥石軸２９の下端
に接続されている。砥石２は、メタルボンドもしくはレ
ジンボンドからなる精研削用砥石、または研磨材を樹脂
にて固定化した研磨用砥石を使用する。

【００２５】砥石軸２９は、その上端側が砥石回転モー
ター１０に接続され、その中心軸を中心にして砥石２と
共に回転されるようになっている。この砥石回転モータ
ー１０には、加工制御装置２８により制御されるインバ
ーター２７が接続されており、インバーター２７の設定
を変えることにより砥石回転モーター１０の回転を任意
に設定可能となっている。砥石回転モーター１０は、バ
ックプレート１９に固定された加圧用エアシリンダー６
に接続されており、砥石回転モーター１０と加圧用エア
シリンダー６のとの間には圧力測定手段としての歪みゲ
ージ３０が設けられている。

【００２６】加圧用エアシリンダー６は加圧可変手段と
して機能し、上軸全体Ｕを下軸側Ｓの揺動中心位置（以
後、球心位置と呼ぶ）に対して垂直方向に加圧可能とな
っている。すなわち、加圧用エアシリンダー６は、砥石
回転モーター１０および砥石軸２９を介して砥石２を移
動してレンズ１に当接させ、かつ加圧するもので、その
加圧力は歪みゲージ３０で経時的に検出可能となってい
る。

【００２７】上記バックプレート１９には、加工装置本
体２０に固定した粗動用エアシリンダー２２の可動部が
接続されており、粗動用エアシリンダー２２の伸縮によ
りバックプレート１９が矢印Ｊ方向に上下移動し、それ
に伴い上軸全体Ｕが上下移動される。ここで、バックプ
レート１９、加圧用エアシリンダー６、砥石回転モータ
ー１０、砥石軸２９および砥石軸２９に接続された砥石
２からなる構成を上記上軸全体Ｕと称している。

【００２８】また、バックプレート１９にはストッパー
２１が固定されており、このストッパー２１は、バック
プレート１９すなわち上軸全体Ｕを粗動用エアシリンダ
ー２２により下降した際、加工装置本体２０に固定した
ストッパー（本体側）２６に当て付くように配されてい
る。

【００２９】上記歪みゲージ３０は、測定用アンプ３１
を介して加圧制御装置１３と接続されている。加圧制御
装置１３は、加圧用エアシリンダー６の電空弁１２と接
続されており、加圧用エアシリンダー６の加圧力を任意
に変えることができるようになっている。さらに、加圧
制御装置１３は、加工制御装置２８にも接続されてお
り、制御装置１４に接続された加工制御装置２８は加工
のＯＮ・ＯＦＦやそれぞれの軸（ワーク軸２３、砥石軸
２９）の動きを制御している。

【００３０】上記の構成によれば、レンズ１の加工開始
時には、制御装置１４によって制御されて粗動用エアシ
リンダー２２の可動部が収縮し、それによりバックプレ
ート１９すなわち上軸全体Ｕが下降する。このとき、バ
ックプレート１９に固定されたストッパー２１がストッ
パー（本体側）２６に当て付くまで下降する。このよう
に下降してストッパー２１，２６が当て付いた段階で
は、バックプレート１９は位置固定されて移動しない状
態となり、ワーク軸２３の上端にレンズホルダー３を介
して保持されているレンズ１と砥石２との間には隙間が
生じている。

【００３１】この状態から、加圧用エアシリンダー６を
加圧制御装置１３による制御で伸ばすことにより砥石回
転モーター１０と共に砥石軸２９が下降し、砥石２がレ
ンズ１に当接するとともに、レンズ１の凸球面に上方か
ら圧力が加わる。この際の圧力により、加圧用エアシリ
ンダー６と砥石回転モーター１０の間に配した歪みゲー
ジ３０から信号が出るため、その信号を測定用アンプ３
１を介して加圧制御装置１３にフィードバックするよう
になっている。

【００３２】砥石２がレンズ１に接した後、制御装置１
４によって揺動モーター１１を駆動することによりギア
２５が回転し、ガイド１５に沿って揺動モーター１１が
揺動する。揺動部材１７は、揺動部材受け部１６にて支
承されているので、揺動モーター１１が駆動することに
より揺動モーター１１と共に揺動部材１７およびレンズ
１を含む下軸全体Ｓが揺動する。このとき、揺動モータ
ー１１は、制御装置１４によって回転速度および回転方
向を任意に変えることが可能である。そして、揺動部材
受け部１６の揺動部材１７を支持する部分は傾いている
ので、ワーク軸２３は傾きに対応した角度分だけ傾斜
し、この傾斜の軸を中心にして、揺動モーター１１の正
転、逆転作動により、レンズ１は任意の傾斜角（あるい
は揺動角）をもって凸球面の曲率中心、すなわち球心位
置を揺動中心として往復揺動する。このとき、往復揺動
はレンズ１に対して、砥石２の加圧中心軸すなわち砥石
軸２９の中心軸が、レンズ１の最外周から外れない範囲
で行う。

【００３３】また、揺動を行うのと同時に、砥石回転モ
ーター１０を駆動することにより、砥石軸２９が回転
し、砥石軸２９に接続された砥石２が回転する。この砥
石回転モーター１０はインバーター２７に接続されてお
り、インバーター２７の設定を変えることにより、砥石
２９の回転を任意に設定可能である。なお、砥石２によ
りレンズ１を加工中は、給水口１８から研削液や水など
をレンズ１と砥石２に吐出させながら加工を行う。

【００３４】以上のように、砥石２がレンズ１の凸球面
に沿って回転および相対的に往復揺動することによりレ
ンズ１の加工を行う。すなわち、加圧用エアシリンダー
６による加圧、および砥石２の回転およびレンズ１の揺
動の要素が加わって砥石２によるレンズ１の倣い加工が
行われる。

【００３５】ここで、砥石２側からのレンズ１に対する
加工量を解析すると、図２（ａ）のようになる。なお、
説明を容易にするため、図２の表示およびその説明は２
次元的に考えたものである。図２（ａ）の力Ｆは加圧用
エアシリンダー６により砥石２に加えられ、図２（ａ）
の力Ｆを砥石２の凹球面（レンズ１の凸球面に合致した
加工面）の各位置にて、砥石２の凹球面の曲率中心方向
に生じる力、すなわちレンズ１の凸球面の法線方向に作
用する力を図式化すると、図２（ｂ）のようになる。そ
して、砥石２の凹球面を平面に見なすと、上記凹球面の
各位置でレンズ１に作用する力は図２（ｃ）のようにな
る。これは、加工を行うレンズ１の凸球面に対して作用
する垂直方向（法線方向）の力成分（具体的には、レン
ズ１の加工に直接影響を与える力成分）を抜き出したも
のである。

【００３６】図２（ｃ）で表す力は、レンズ１の加工
中、すなわち揺動している最中にレンズ１に対して常に
作用し続けているため、揺動の時間軸を考慮すると、図
３のようになる。図３（ａ）は、相対的に揺動している
レンズ１と砥石２の相対的な位置関係を図示してあり、
図３（ｂ）は砥石２の凹球面を平面に見なしてレンズ１
に作用する力を図３（ａ）に対応させて示してある。す
なわち、図３（ａ）と図３（ｂ）におけるＡ，Ｂ，Ｃ状
態はそれぞれ対応した状態であり、図３（ｂ）ではレン
ズ中心からレンズ外周までの領域で示してある。そし
て、砥石２の一部がレンズ中心を跨いでいるＡの状態を
揺動位置１、砥石２がレンズ中心とレンズ外周間の位置
にあるＢの状態を揺動位置２、砥石２の一部がレンズ外
周からはみ出しているＣの状態を揺動位置３とする。

【００３７】Ａ状態の揺動位置１では、レンズ中心より
はみ出している領域（斜線を付した領域１）はレンズ中
心線を跨いでレンズ１に加わる力となる。ここで、レン
ズ１は加工中に回転しているので、仮にレンズ１が１８
０°回転したときを想定する。その際、相対的な位置関
係としては、レンズ中心軸を対称軸として反転した所
（レンズ中心軸の右側）に領域１が位置することにな
る。よって、レンズ１の加工中における領域１の加圧力
は、レンズ中心軸を対称軸として反転させた上で、すな
わち領域１に対応した範囲でレンズ中心軸の右側に加圧
力として加える（イメージ的にはレンズ中心軸で紙面を
折り畳むようなことである）。

【００３８】一方、Ｃ状態の揺動位置３では、レンズ外
周からはみ出している領域（斜線を付した領域２）は、
レンズ１と砥石２が接触していない領域なので、例えレ
ンズ１が回転してもレンズ加工の力の要素としては加工
に寄与しない領域である。よって、加圧力としては０と
みなす。

【００３９】そして、Ｂ状態の揺動位置２では、砥石２
の凹球面の全ての領域がレンズ加工の力の要素として寄
与する。

【００４０】図３（ａ）、（ｂ）で示す揺動位置１，
２，３は、レンズ１と砥石２が相対的に揺動して連続的
に現れるため、時間軸を重ね合わせ揺動位置１〜３を合
成することで図３（ｃ）で示すようになり、レンズ１を
加工する加圧力の総和として算出することができる。

【００４１】そして、その加圧力の総和がなるべく均等
になるように、加圧用シリンダー６により加圧力を各揺
動位置によって調整し、レンズ１の加工を行う。また、
加工中に設定した加圧力が出力されているか常に監視す
る意味で、歪みゲージ３０の出力を測定用アンプ３１ａ
から抽出しておく。

【００４２】本実施の形態によれば、加工中の加圧力を
総和として算出し、加工するレンズ１の凸球面に対し
て、形状的に取り代をより多くすべき位置、および取り
代をより少なくすべき位置に対して、加圧制御装置１３
によって加工用エアシリンダー６による加圧力を調整し
て加工することにより、形状精度を良くして加工するこ
とができる。また、球面のみならず平面や非球面レンズ
の加工においても、応用することができ、より広範囲の
形状に対して対応を可能にすることができる。

【００４３】（実施の形態２）本発明の実施の形態２を
図４および図５に基づいて説明する。図４は本実施の形
態のレンズの加工装置を示す概略斜視図、図５は加工後
のレンズの形状測定についてのフィードバックを説明す
るための図である。なお、実施の形態１と同一の部分お
よび同一の状態には同一の符号を付して、その説明を省
略する。

【００４４】本実施の形態は、砥石２によりレンズ１を
加工した後のレンズ１の形状を測定し、その結果を加工
条件にフィードバックを可能にしている。すなわち、本
実施の形態のレンズ加工装置には、加工後のレンズ形状
を測定する干渉計３２および形状解析装置３３が設けら
れている。干渉計３２と形状解析装置３３は接続され、
干渉計３２によるレンズ形状（砥石２で加工した面形
状）の結果を形状解析装置３３で解析可能となってい
る。

【００４５】形状解析装置３３には電算機３４が接続さ
れており、形状解析装置３３の解析結果の入力を可能に
している。そして、入力した解析結果に基づいて、電算
機３４により、どのような加工条件（加圧の条件）の
時、加工後のレンズ形状がどのようになったかを確認
し、理想とするレンズ形状との間に解離があった場合、
加工条件をどのように変更したらよいかを計算可能とな
っている。電算機３４は加工制御装置２８に接続されて
おり、計算した加工条件を加工制御装置２８に入力し、
その加工条件でレンズ１の加工を可能にしている。その
他の構成は、実施の形態１と同様である。

【００４６】上記の構成により、砥石２をレンズ１に当
接して加圧しつつ回転し、レンズ１の凸球面の球心位置
を揺動中心としてレンズ１を揺動してレンズ１を倣い加
工するのは、実施の形態１と同様である。

【００４７】次に、加工後のレンズ形状を測定した結果
のフィードバックを説明する。まず、図５（ａ）のよう
に理想とする加工後のレンズ形状を平面と考えたとき、
加工後のレンズ被加工面形状がどのように起伏している
かを、干渉計３２と形状解析装置３３により解析する。
これにより、所望するレンズの理想形状に対して、加工
後の被加工面において加工による除去量（加工量）が足
りない部分を加圧増加領域とし、加工による除去量が多
すぎる部分を加圧減少領域として、電算機３４で算出す
る。

【００４８】これを、レンズ中心部からレンズ外周部ま
で演算して、図５（ｂ）に示すように加圧力に換算す
る。さらに、揺動による時間軸で分割し、各々の揺動位
置１，２，３における加圧力を算出する。なお、図５
（ｃ）のＡ、Ｂ、Ｃは図３（ａ）のＡ、Ｂ、Ｃと同じ揺
動位置を示しており、このときも実施の形態１と同様に
領域１の部分、領域２の部分については加減算を行う。

【００４９】そして、上記算出値を加工制御装置２８に
入力し、加圧制御装置１３の制御により加圧用エアシリ
ンダー６による加圧力を各揺動位置で変化させ、理想形
状が加工できるようにする。

【００５０】本実施の形態によれば、実施の形態１と同
様に、加圧用エアシリンダー６の加圧力を制御しつつレ
ンズ１の加工を行うことにより、所望の形状精度のレン
ズ１を加工できるとともに、加工後の実施のレンズ形状
を測定し、形状的に取り代（加工量）をより多くすべき
位置、および取り代をより少なくすべき位置をフィード
バックすることにより、目標とする形状精度のレンズを
容易に製作することができる。

【００５１】上記各実施の形態では、加圧を行う可変加
圧手段にエアシリンダーを用い、測定手段に歪みゲージ
を用いたが、可変加圧手段もしくは測定手段に圧電素子
を用いることも可能である。さらに、加工後のレンズに
おける曲率についても形状精度と同様に、容易に制御で
きる。

【００５２】なお、上記した具体的実施の形態から次の
ような構成の技術的思想が導き出される。 （付記） （１）レンズ形状に見合った総型工具を用いたレンズの
倣い加工にあって、加工中心軸がレンズの最外周からは
ずれることなく加工を行うとともに、上記レンズの加工
後の形状を測定した後、所望の加工形状との差を算出
し、上記総型工具の揺動位置に応じて、加圧量を増減さ
せることを特徴とするレンズの加工方法。

【００５３】（２）レンズの加工形状に合致した形状の
加工面を持つ総型工具を装着し、レンズもしくは総型工
具のどちらか一方を、もしくは両方を回転させる機構
と、レンズ被加工面の曲率中心を揺動中心として上記総
型工具もしくはレンズを揺動する機構と、保持した総型
工具を上下に摺動させる機構と、保持具に装着した上記
レンズを上記総型工具に押圧する機構と、を有するレン
ズの加工装置において、レンズの加工中に保持する上記
総型工具をレンズに押圧する力を変える加圧可変機構
と、上記総型工具の加圧量を測定する圧力測定装置を具
備し、上記圧力測定装置からの信号により、加工圧力の
増減を指令する制御装置を具備することを特徴とするレ
ンズの加工装置。

【００５４】（３）上記加工中にレンズを押圧する力を
変える加圧可変機構が圧電素子、エアシリンダーのいず
れから構成されていることを特徴とする付記（２）に記
載のレンズの加工装置。

【００５５】（４）上記加工中にレンズを押圧する力を
測定する圧力測定装置が、圧電素子、歪みゲージのいず
れから構成されていることを特徴とする付記（２）に記
載のレンズの加工装置。

【００５６】（５）レンズの加工形状に合致した加工面
を持つ総型工具を上下に移動可能な軸に設け、保持具に
保持したレンズに上記総型工具を移動してその加工面を
レンズ被加工面に当接させるとともに加圧しながら、上
記レンズ被加工面の曲率中心を揺動中心として上記総型
工具と上記レンズを相対的に揺動させつつ、上記総型工
具と上記レンズを相対的に回転させることにより加工す
るレンズの加工装置において、加工後のレンズ形状を解
析する解析手段を設け、上記レンズの加工中に上記総型
工具をレンズ被加工面に押圧する加圧力を変える加圧可
変手段と、その加圧量を測定する圧力測定手段とを上記
軸に設けるとともに、上記レンズの加工中に上記解析手
段の結果に応じて上記可変加圧手段の加圧力の増減を指
令する制御装置を具備することを特徴とするレンズの加
工装置。

【００５７】（６）上記解析手段は、干渉計と形状解析
装置からなることを特徴とする付記（５）に記載のレン
ズの加工装置。

【００５８】付記（１）のガラスの加工方法によれば、
加工後のレンズ形状を測定して所望の加工形状との差を
求め、レンズの加工中の揺動によりレンズと総型工具の
接触面積が変動したり、総型工具の加工面の中で加圧力
の分布による差が生じていた場合でも、レンズ加工時の
加圧力の総和を一定に保つことにより、より均一な研削
・研磨加工を行うことができる。さらに、加工品質の安
定性も向上させることでき、熟練を要する研磨作業にお
いても、一般の作業者にも研磨作業が可能になる、とい
った作業自体の簡易化を図ることができる。

【００５９】付記（２）のレンズの加工装置によれば、
レンズの加工中に、相対的に揺動している総型工具とレ
ンズとの揺動位置に応じて、制御装置から加圧可変手段
に加圧力の調整を行うように指令を出してレンズの加工
量を調整し、レンズの加工中の揺動によりレンズと総型
工具の接触面積が変動したり、総型工具の加工面の中で
加圧力の分布による差が生じていた場合でも、レンズ加
工時の加圧力の総和を一定に保つことにより、より均一
な研削・研磨加工を行うことができる。さらに、加工品
質の安定性も向上させることでき、熟練を要する研磨作
業においても、一般の作業者にも研磨作業が可能にな
る、といった作業自体の簡易化を図ることができる。

【００６０】付記（３）のレンズの加工装置によれば、
加圧可変機構にエアシリンダーや圧電素子を使用するこ
とにより、加圧可変機構による加圧力の増減をスムーズ
に行えるとともに、電気的に制御し、制御装置からの指
令によりレンズの加工中の加圧力を微妙に変化させてコ
ントロールすることができる。

【００６１】付記（４）のレンズの加工装置によれば、
圧力測定装置に歪みゲージや圧電素子を使用することに
より、より精密な加圧力の測定を行うことができ、加工
中の加圧力の測定結果を圧力測定装置にフィードバック
することにより、さらに誤差の小さい加圧力の測定を行
うことができる。

【００６２】付記（５）、（６）のレンズの加工装置に
よれば、加工後のレンズ形状を測定し、相対的に揺動し
ている総型工具とレンズとの揺動位置に応じて、制御装
置から加圧可変手段に加圧力の調整を行うように指令を
出してレンズの加工量を調整し、レンズを所望の形状に
加工することができる。その他の効果は付記（２）と同
様である。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係るガラスの加工方法によれば、加工後のレンズ形状
を測定して所望の加工形状との差を求め、相対的に揺動
している総型工具とレンズとの揺動位置に応じて加工中
のレンズの加工量を調整し、レンズを所望の形状に加工
することできる。そして、レンズの加工中の揺動により
レンズと総型工具の接触面積が変動したり、総型工具の
加工面の中で加圧力の分布による差が生じていた場合で
も、レンズ加工時の加圧力の総和を一定に保つことによ
り、より均一な研削・研磨加工を行うことができる。さ
らに、加工品質の安定性も向上させることでき、熟練を
要する研磨作業においても、一般の作業者にも研磨作業
が可能になる、といった作業自体の簡易化を図ることが
できる。また、総型工具の加圧中心軸がレンズの被加工
面の最外周から外れないように揺動させるので、加圧中
心軸を支点とした回転モーメントは一切発生しない状態
で、レンズを高精度に加工できる。

【００６４】本発明の請求項２に係るレンズの加工装置
によれば、レンズの加工中に、相対的に揺動している総
型工具とレンズとの揺動位置に応じて、制御装置から加
圧可変手段に加圧力の調整を行うように指令を出してレ
ンズの加工量を調整し、レンズを所望の形状に加工する
ことができる。そして、レンズの加工中の揺動によりレ
ンズと総型工具の接触面積が変動したり、総型工具の加
工面の中で加圧力の分布による差が生じていた場合で
も、レンズ加工時の加圧力の総和を一定に保つことによ
り、より均一な研削・研磨加工を行うことができる。さ
らに、加工品質の安定性も向上させることでき、熟練を
要する研磨作業においても、一般の作業者にも研磨作業
が可能になる、といった作業自体の簡易化を図ることが
できる。また、圧力測定手段によりレンズを加工してい
る加圧力を測定し、制御装置にフィードバックすること
ができる。

【００６５】本発明の請求項３に係るレンズの加工装置
によれば、加圧可変手段にエアシリンダーや圧電素子を
使用することにより、加圧可変手段による加圧力の増減
をスムーズに行えるとともに、電気的に制御し、制御装
置からの指令によりレンズの加工中の加圧力を微妙に変
化させてコントロールすることができる。

【００６６】本発明の請求項４に係るレンズの加工装置
によれば、圧力測定手段に歪みゲージや圧電素子を使用
することにより、より精密な加圧力の測定を行うことが
でき、加工中の加圧力の測定結果を圧力測定手段にフィ
ードバックすることにより、さらに誤差の小さい加圧力
の測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のレンズ加工装置を示す
概略斜視図である。

【図２】本発明の実施の形態１において砥石がレンズに
及ぼす加圧力を２次元的に示す図である。

【図３】本発明の実施の形態１におけるレンズと砥石と
の揺動位置における加圧力を示すとともに、揺動の時間
軸を重ね合わせた加圧力を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態２のレンズ加工装置を示す
概略斜視図である。

【図５】本発明の実施の形態２における加工後のレンズ
の形状測定についてのフィードバックを説明するための
図である。

【図６】従来技術の加工装置の主要部を示す図である。

【図７】従来技術におけるレンズ加工時の総型工具とレ
ンズの位置関係を示す図である。

【図８】従来技術の加工装置全体を示す概略図である。

【符号の説明】

１ レンズ ２ 砥石 ３ レンズホルダー ６ 加圧用エアシリンダー １０ 砥石回転モーター １１ 揺動モーター １２ 電空弁 １３ 加圧制御装置 １４ 制御装置 ２３ ワーク軸 ２７ インバーター ２８ 加工制御装置 ３０ 歪みゲージ ３２ 干渉計 ３３ 形状解析装置 ３４ 電算機

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズの加工形状に合致した加工面を持
   つ総型工具を上下に移動可能に設け、保持具に保持した
   レンズに上記総型工具を移動してその加工面をレンズ被
   加工面に当接させるとともに加圧しながら、上記レンズ
   被加工面の曲率中心を揺動中心として上記総型工具と上
   記レンズを相対的に揺動させつつ、上記総型工具と上記
   レンズを相対的に回転させることにより加工するレンズ
   の加工方法において、 上記総型工具の加圧中心軸をレンズ被加工面の最外周か
   ら外れないように揺動させつつレンズの加工を行うとと
   もに、加工後のレンズ被加工面の形状を測定して所望の
   加工形状との差を算出し、その算出結果に基づき、上記
   レンズ被加工面に対する総型工具の揺動位置に応じて、
   上記差を解消するようにレンズの加工量を増減させるこ
   とを特徴とするレンズの加工方法。
2. 【請求項２】 レンズの加工形状に合致した加工面を持
   つ総型工具を上下に移動可能な軸に設け、保持具に保持
   したレンズに上記総型工具を移動してその加工面をレン
   ズ被加工面に当接させるとともに加圧しながら、上記レ
   ンズ被加工面の曲率中心を揺動中心として上記総型工具
   と上記レンズを相対的に揺動させつつ、上記総型工具と
   上記レンズを相対的に回転させることにより加工するレ
   ンズの加工装置において、 上記レンズの加工中に上記総型工具をレンズ被加工面に
   押圧する加圧力を変える加圧可変手段と、その加圧量を
   測定する圧力測定手段とを上記軸に設け、上記レンズの
   加工中に上記圧力測定手段からの信号により、上記可変
   加圧手段の加圧力の増減を指令する制御装置を具備する
   ことを特徴とするレンズの加工装置。
3. 【請求項３】 上記加圧可変手段は、圧電素子あるいは
   エアシリンダーのいずれかにより構成したことを特徴と
   する請求項１記載のレンズの加工装置。
4. 【請求項４】 上記圧力測定手段は、圧電素子あるいは
   歪みゲージのいずれかにより構成したことを特徴とする
   請求項１記載のレンズの加工装置。