JP2009195997A - レンズ芯取機のレンズ芯出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ形状の如何に拘りなく、レンズの芯出しを行うことができるレンズ芯取機のレンズ芯出方法を提案すること。
【解決手段】レンズ芯取機１０のレンズ芯出し方法では、下側のレンズホルダ１２に吸引保持されているレンズ１に対して、その偏芯量の最も大きい方の側から芯取り用の砥石１３を水平方向（矢印Ｃ）に移動させてレンズ１の外周面に当てる。しかる後に、レンズ１の凹レンズ面３の曲面に対応する曲線方向（矢印Ｄ）に沿って、砥石１３をレンズホルダ１２のホルダ中心軸線１２Ａに向けて移動する。これにより、レンズ１はレンズホルダ１２のレンズ保持面１２ａ上において凹レンズ面３に沿ってスライドして、レンズ光軸がホルダ中心軸線１２Ａに一致した芯出し状態になる。
【選択図】図３

Description

本発明は、上下一対のカップ型のレンズホルダの間にレンズを把持して砥石によって当該レンズの外周面に切削を施して芯取りを行うレンズ芯取機に関し、レンズホルダのホルダ中心軸線にレンズ光軸を一致させるためのレンズ芯出方法の改良に関する。

この種のレンズ芯取機のレンズの芯出方法は特許文献１に開示されたものが知られている。ここに開示の芯出方法では、下側のカップ型治具（レンズホルダ）にレンズを乗せて吸引保持した後に、カップ型治具を低速により１回転させる間にレンズに接触させたダイヤルゲージによってレンズの偏芯量を測定している。偏芯量の測定後に、レンズの吸引保持を解除し、レンズに対して横方向から砥石を所定の位置まで接近させ、その後は徐々に砥石の外周面を偏芯量の平均値分だけ横方向に向けてレンズに接近する方向に移動させるようにしている。砥石により偏芯状態のレンズが横方向に押されて、レンズの光軸をカップ型治具の中心に一致させる芯出し動作が行われる。
特許第２８９２３１３号公報

特許文献１に開示のレンズの芯出方法は、両凸レンズ、レンズ面の曲率が小さなレンズの場合には効率良く芯出し動作を行うことができる。しかしながら、レンズには多様な形状のものがあり、形状によってはレンズの芯出しができない場合がある。

例えば、図６に示すような形状のレンズ１は、一方のレンズ面２が凸レンズ面であり、他方のレンズ面３が大きな曲率の凹レンズ面となっている。レンズ有効径を外れた外周端部分４は、レンズ光軸１ａに直交する円環状端面４ａと、これに直交する円形外周端面４ｂとによって規定されている。このような形状のレンズ１を下側のカップ型のレンズホルダ５に対して凹レンズ面３を下向きで乗せると、その凹レンズ面３が、レンズホルダ５の円環状レンズ保持面６の外周縁６ａに乗った状態になる。この状態のレンズ１を横方から砥石７の円形砥石面７ａによって押した場合には、レンズ保持面６の外周縁６ａ上の点Ａを支点としてレンズ１の反対側が矢印Ｂで示すように上方に揺動し、レンズ１が横方向に移動しないことがある。このような動きが発生すると、レンズ１を、その光軸１ａがレンズホルダ５のホルダ中心軸線５ａに一致する横方向に移動できず、レンズ１の芯出しができない。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、従来の方法では芯出しができないような形状のレンズであっても芯出しを行うことができるレンズ芯取機のレンズ芯出方法を提案することにある。

また、本発明の課題は、レンズ形状の如何に拘りなく、レンズの芯出しを行うことができるレンズ芯取機のレンズ芯出方法を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明のレンズ芯取機のレンズ芯出方法は、
レンズ芯取機における下側のレンズホルダのレンズ保持面に芯取り対象のレンズを乗せ、
前記レンズの円周方向における偏芯量の最も大きい外周点に、芯取り用の砥石の外周面を係合させ、
前記砥石を、前記レンズの前記レンズ保持面に接している側のレンズ面に沿った曲線方向、および、前記レンズホルダのホルダ中心軸線に平行な上下方向のうちの一方の方向に沿って移動させ、
当該砥石によって前記レンズをその光軸が前記ホルダ中心軸線に一致するように移動させることを特徴としている。

また、本発明では、前記砥石を前記レンズの前記外周端に係合させた後に、前記砥石を、前記ホルダ中心軸線に向かう水平方向、前記曲線方向、および、前記上下方向のうちのいずれか一つの方向に沿って移動させ、当該砥石によって前記レンズをその光軸が前記ホルダ中心軸線に一致するように移動させることを特徴としている。

ここで、レンズ芯出し時における砥石の移動量は次のように決定することができる。まず、前記レンズを前記レンズホルダの前記レンズ保持面に乗せ、当該レンズ保持面に吸引保持する。この状態で前記レンズホルダを前記ホルダ中心軸線回りに一回転させながら、前記レンズの光軸の前記ホルダ中心軸線に対する偏芯量を所定のサンプリング周期で測定する。測定した前記偏芯量の平均値に相当する移動量を砥石の移動量とすればよい。

また、レンズにおける偏芯量の最も大きな外周点を、次のようにして砥石に係合させることができる。まず、前記偏芯量の最大値が測定された外周点が、前記ホルダ中心軸線および前記砥石の砥石中心軸線を結ぶ直線上における前記砥石の側に位置するように、前記レンズホルダの回転位置を規定し、この状態で前記砥石を前記ホルダ中心線に向けて移動させることにより、当該砥石を前記レンズの前記外周点に係合させることができる。

ここで、芯出し時に砥石によってレンズの外周面を傷つけることがないようにするためには、前記砥石の前記外周面に形成されている砥石面のうち、前記レンズの前記外周点に係合する部分は、樹脂層あるいは樹脂プレートによって覆われていることが望ましい。

本発明のレンズ芯取機のレンズ芯出方法では、下側のレンズホルダに吸引保持されているレンズにおける偏芯量の最も大きい外周点に対して、芯取り用の砥石をホルダ中心軸線にむけて水平方向に移動させて当て、しかる後に、レンズホルダのホルダ保持面に乗っているレンズ面に対応する曲線方向に沿って、砥石をレンズホルダのホルダ中心軸線に向けて移動させている。あるいは、砥石をホルダ中心軸線に平行な上下方向に移動させている。これにより、曲率の大きなレンズ面を備えたレンズであっても、レンズホルダのレンズ保持面上においてレンズ面に沿った方向にスライドさせることができ、レンズ光軸がホルダ中心軸線に一致した芯出し状態を確実に形成できる。

以下に、図面を参照して本発明を適用したレンズ芯取機のレンズ芯出方法の実施の形態を説明する。

図１は本発明を適用したレンズ芯出機の主要構成を示す平面図であり、図２はその側面図である。レンズ芯出機１０は、上下に対向配置したカップ型の上側レンズホルダ１１および下側レンズホルダ１２と、これらの側方に配置されている円盤状の砥石１３と、下側レンズホルダ１２に乗せたレンズ１の偏芯量を測定するためのダイヤルゲージ１４と、制御盤１５とを有している。

下側レンズホルダ１２の上端には、内側に傾斜した円環状のレンズ保持面１２ａが形成されている。また、レンズホルダ１２の中空部１２ｂは真空吸引機構１６の真空吸引側に連通しており、レンズ保持面１２ａに乗せたレンズ１を当該レンズ保持面１２ａに真空吸着可能となっている。さらに、レンズホルダ１２を、そのホルダ中心軸線１２Ａを中心として回転駆動するためのホルダ回転機構１７が配置されている。

上側レンズホルダ１１は、そのホルダ中心軸線１１Ａを中心として回転自在の状態で、下側レンズホルダ１２に対して同軸状に対向配置されている。また、その下端には、内側に傾斜した円環状のレンズ押さえ面１１ａが形成されている。さらに、上側レンズホルダ１１は、昇降・押し付け機構１８によって、下側レンズホルダ１２に対して昇降可能であり、また、レンズ１を下側レンズホルダ１２に押し付け可能となっている。

円盤状の砥石１３はその外周面が砥石面１３ａとなっている。砥石面１３ａは円形端面部分１３ｂと、この上下の縁に連続している外方に広がったテーパ状部分１３ｃ、１３ｄと、これらのテーパ状部分１３ｃ、１３ｄの上下の縁に連続している細幅の上下の円形端面部分１３ｅ、１３ｆとを備えている。ここで、上下の円形端面部分１３ｅ、１３ｆの表面を、樹脂層をコーティングすることにより、あるいは、樹脂プレートを貼り付けることで覆い隠す構成を採用することができる。または、最初から上下の円形端面部分１３ｅ、１３ｆを砥石面としないように砥石１３を製作することも可能である。この構成の砥石１３はその中心の砥石軸１９を中心として砥石回転機構（図示せず）によって回転駆動可能である。また、砥石移動機構（図示せず）によって、砥石軸１９の中心１９ａとホルダ中心軸線１２Ａを通る直線Ｌに沿って下側レンズホルダ１２に対して水平方向に接近および離れる方向に直線往復移動可能であり、砥石１３を昇降可能である。

ダイヤルゲージ１４は、下側レンズホルダ１２に乗せたレンズ１の偏芯量を測定するためのものであり、その測定点が上記の直線Ｌ上に位置するように配置される。下側レンズホルダ１２にレンズ１を乗せ、下側レンズホルダ１２のレンズ保持面１２ａにレンズ１を吸引保持し、ダイヤルゲージ１４の測定子をレンズ１の外周部、例えば、レンズ面２の外周縁側の部位に上側から当て、この状態で下側レンズホルダ１２を芯取り時に比べて低い速度で１回転させる。ダイヤルゲージ１４による測定値を所定のサンプリング周期でサンプリングすることにより、レンズ１の各回転位置での偏芯量（上下方向の変位量）が測定される。測定子をレンズ１の外周端面４ｂに当て、横方向の偏芯量を測定することも可能である。

制御盤１５は各部の駆動制御を司るものである。制御盤１５では、ダイヤルゲージ１４によって読み取られた偏芯量を記憶し、これらの平均値を算出する。また、最大偏芯量が得られたレンズ外周点が直線Ｌ上における砥石１３の側に位置する回転角度位置となるように、下側レンズホルダ１２を回転して位置決めする。

また、制御盤１５の操作パネル１５ａには、芯出精度設定ボタン群１５ｂおよび芯出しのための修正方向設定ボタン群１５ｃを含む各種の操作ボタン群、表示画面などが備わっている。操作パネル１５ａを介して芯出し精度を予め定められている精度のいずれにするのかを設定することができる。また、修正方向を、横方向、上下方向、およびレンズ１の凹レンズ面３の曲面に沿った曲線方向のいずれにするのかを設定することができる。

（芯出し動作）
レンズ芯取機１０におけるレンズ１の芯出し動作を説明する。まず、図１、２に示すように、芯取り対象のレンズ１を下側レンズホルダ１２のレンズ保持面１２ａに略同軸状態となるように乗せる。次に、真空吸引機構１６を駆動してレンズ１をレンズ保持面１２ａに吸引保持した状態を形成する。この後に、操作盤１５の操作パネル１５ａを介して、例えば手動操作によって不図示の砥石移動機構を駆動制御して、レンズ１に当たる直前の位置まで砥石１３を移動させておく。

次に、ダイヤルゲージ１４を用いてレンズ１の偏芯量を測定する。ダイヤルゲージ１４の測定子をレンズ１のレンズ面２の外周縁側の部位に上側から当て、この状態で、下側レンズホルダ１２を低速度で１回転させる。回転中においては、ダイヤルゲージ１４による測定値を所定のサンプリング周期でサンプリングする。この後は、サンプリング値の平均値を算出すると共に、最大サンプリング値が測定された回転角度位置となるように下側レンズホルダ１２を回転して、その回転角度位置に位置決めする。この結果、レンズ１の最大偏芯量が測定されたレンズ外周点が直線Ｌ上における砥石１３に面する側の部位に位置決めされる。

次に、制御盤１５の操作パネル１５ａを介して、芯出精度を入力して設定すると共に、芯出しのための修正方向を入力して設定する。この後に、操作パネル１５ａを介して芯出し動作の開始指令を入力すると、レンズ保持面１２ａに対するレンズ１の吸引保持状態が解除される。次に、図３に示すように、砥石１３の下側の円形外周端面１３ｆが、直線Ｌ上において、最大偏芯量のレンズ外周点の位置に至るように、砥石１３が矢印Ｃで示すように水平方向に移動する。換言すると、砥石１３の円形外周端面１３ｆを図３に示すようにレンズ保持面１２ａに乗っているレンズ１における直線Ｌ上の外周点４ｃに当てる。

この後は、砥石１３が直線Ｌに沿って、算出された偏芯量の平均値分だけ下側レンズホルダ１２のホルダ中心軸線１２Ａに向けて移動する。ここで、修正方向として「曲線方向」が設定されている場合には、図３の矢印Ｄで示すように、直線Ｌを含む垂直面上において、ホルダ中心軸線１２Ａに向けて曲線状に砥石１３が移動して、レンズ１がレンズ保持面１２ａ上を曲線状に押される。この曲線に沿った上方への移動量が、算出された偏芯量の平均値となるように、砥石１３の移動が制御される。

このようにしてレンズ１の芯出動作が行われた後は、砥石１３を再びレンズ１から後退させ、レンズ１をレンズ保持面１２ａに吸着保持した状態を形成する。しかる後に、レンズホルダ１２を低速度で１回転させ、ダイヤルゲージ１４によってレンズ１の偏芯状態を確認する。偏芯量が許容範囲内に納まっている場合には芯出し動作が終了し、次工程（砥石１３による芯取り動作）に移行する。偏芯量が許容範囲を超えている場合には、再度、上記の手順を繰り返して、レンズ１の芯出し動作を行う。

ここで、図４に示すレンズ１Ａのように、曲率が大きな凸レンズ面２Ａおよび凹レンズ面３Ａを備えている場合には、修正方向として矢印Ｅで示す「上方向」を設定すればよい。この場合、図２、３に示す砥石面形状の砥石１３の場合にはその下側のテーパ状部分１３ｄが下側からレンズ１Ａの外周縁に当てられ、この状態で、算出された偏芯量の平均値に対応する量だけ砥石１３が上昇する。図４に示すように下側の外周端部に上向きの水平な円環状段面１３Ｄが備わっている砥石１３Ａの場合には、当該円環状段面１３Ｄを下側からレンズ１Ａの外周端面４Ａに当て、レンズ１Ａを押し上げればよい。この結果、レンズ１Ａは、レンズ保持面１２ａ上において一方の側が押し上げられ、全体として反対側の部位が下方に移動して、光軸１ａがレンズホルダ１２のホルダ中心軸線１２Ａに一致する方向に移動する。このような形状のレンズ１Ａを横方向から水平に押した場合には、図６を参照して説明したように芯出しを行うことができない可能性が高い。本例の方法によれば確実に芯出しを行うことができる。

また、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、曲率の小さなレンズ面を備えているレンズ１Ｃ、１Ｄの場合には、従来の芯出し方法と同様に、砥石１３を矢印Ｆで示すように横方向から水平に移動させ、レンズホルダ１２上のレンズ１Ｃ、１Ｄを横方向に水平に押すことにより、これらのレンズ１Ｃ、１Ｄの芯出しを行うことができる。

（作用効果）
以上説明したように、本例の芯取機１０のレンズ芯出方法では、制御盤１５の操作パネル１５ａを介して、修正方向、すなわち、レンズの芯出し動作のためのレンズ移動方向（砥石移動方向）を、横方向、上下方向、および曲線方向に切り替えることができる。したがって、芯取り対象のレンズの形状に応じて修正方向を選択することにより、従来においては不可能であった曲率の大きなレンズ面を備えたレンズの芯出しも確実に効率良く行うことができる。

また、本例の砥石１３は、レンズの芯出し動作時にレンズの外周端に当たる砥石面（下側の外周端面部分）が樹脂層あるいは樹脂プレートで覆われているので、芯出し時にレンズの外周端に傷が付いてしまうこともない。砥石１３の下側の外周端面にダイヤモンド粒子などの砥材を付けないようにした場合にも同様な効果が得られる。

本発明を適用した芯取機の主要部分を示す概略平面図である。 図１の芯取機の概略側面図である。 修正方向が曲線方向に設定された場合のレンズの芯出し動作を示す説明図である。 修正方向が上方向に設定された場合のレンズの芯出し動作を示す説明図である。 修正方向が横方向に設定された場合のレンズの芯出し動作を示す説明図である。 従来のレンズ芯出方向の問題点を示す説明図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｃ、１Ｄ レンズ
１ａ レンズ光軸
２、２Ａ、３、３Ａ レンズ面
４ 外周端部分
４Ａ 外周端面
４ａ 円環状端面
４ｂ 円形外周端面
４ｃ 外周点
１０ レンズ芯出機
１１ 上側レンズホルダ
１１ａ レンズ押さえ面
１２ 下側レンズホルダ
１２Ａ ホルダ中心軸線
１２ａ レンズ保持面
１２ｂ 中空部
１３、１３Ａ 砥石
１３Ｄ 円環状段面
１３ａ 砥石面
１３ｂ 円形端面部分
１３ｃ、１３ｄ テーパ状部分
１３ｅ、１３ｆ 円形端面部分
１４ ダイヤルゲージ
１５ 制御盤
１５ａ 操作パネル
１５ｂ 芯出精度設定ボタン群
１５ｃ 修正方向設定ボタン群
１６ 真空吸引機構
１７ ホルダ回転機構
１８ 昇降・押し付け機構
１９ 砥石軸
１９ａ 中心
Ｄ 曲線方向を示す矢印
Ｅ 上方向を示す矢印
Ｆ 水平方向を示す矢印

Claims (5)

1. レンズ芯取機における下側のレンズホルダのレンズ保持面に芯取り対象のレンズを乗せ、
   前記レンズの円周方向における偏芯量の最も大きい外周点に、芯取り用の砥石の外周面を係合させ、
   前記砥石を、前記レンズの前記レンズ保持面に接している側のレンズ面に沿った曲線方向、および、前記レンズホルダのホルダ中心軸線に平行な上下方向のうちの一方の方向に沿って移動させ、
   当該砥石によって前記レンズをその光軸が前記ホルダ中心軸線に一致するように移動させることを特徴とするレンズ芯取機のレンズ芯出方法。
2. 請求項１に記載のレンズ芯取機のレンズ芯出方法において、
   前記砥石を前記レンズの前記外周点に係合させた後に、前記砥石を、前記ホルダ中心軸線に向かう水平方向、前記曲線方向、および、前記上下方向のうちのいずれか一つの方向に沿って移動させ、
   当該砥石によって前記レンズをその光軸が前記ホルダ中心軸線に一致するように移動させることを特徴とするレンズ芯取機のレンズ芯出方法。
3. 請求項１または２に記載のレンズ芯取機のレンズ芯出方法において、
   前記レンズを前記レンズホルダの前記レンズ保持面に乗せ、当該レンズ保持面に吸着保持し、
   前記レンズホルダを前記ホルダ中心軸線回りに一回転させながら、前記レンズの光軸の前記ホルダ中心軸線に対する偏芯量を所定のサンプリング周期で測定し、
   測定した前記偏芯量の平均値に相当する移動量だけ、前記レンズの前記外周点に係合させた後の前記砥石を移動させることを特徴とするレンズ芯取機のレンズ芯出方法。
4. 請求項３に記載のレンズ芯取機のレンズ芯出方法において、
   前記レンズの前記外周点は前記偏芯量の最大値が測定された外周点であり、
   前記レンズの前記外周点が、前記ホルダ中心軸線および前記砥石の砥石中心軸線を結ぶ直線上における前記砥石の側に位置するように、前記レンズホルダの回転位置を規定し、
   この状態で前記砥石を前記ホルダ中心軸線に向けて移動させることにより、当該砥石の外周端を前記レンズの前記外周点に係合させることを特徴とするレンズ芯取機のレンズ芯出方法。
5. 請求項１ないし４のうちのいずれかの項に記載のレンズ芯取機のレンズ芯出方法において、
   前記砥石の前記外周面は砥石面となっており、
   前記砥石面における前記レンズの前記外周点に係合する部分は、樹脂層あるいは樹脂プレートによって覆われていることを特徴とするレンズ芯取機のレンズ芯出方法。

Images