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

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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。
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