JP2016097492A - 研削若しくは研磨による加工工程を有するレンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の加工工程の利点を損なうことなしに、揺動に伴うレンズの加工面上の移動を円滑化することにより、高精度な光学面を備えたレンズを製造する。
【解決手段】本発明のレンズの製造方法は、レンズ加工工程において、レンズホルダ２０と加圧軸部材１８ａとの連結点Ｐが、レンズ２２の被加工面２２ａの加工面２１ａ上の加工位置に対して、球芯Ｏを挟んだ反対側であって、球芯Ｏに対する距離Ｌが球芯Ｏと加工位置との間の距離Ｒ以上に離れた位置に配置されるようにレンズホルダ２０を形成し、レンズホルダ２０にレンズ２２を装着し、加工部材２１の加工面２１ａ上に配置してから、加圧軸部材１８ａをレンズホルダ２０に連結させ、加圧機構１７により加工軸部材１８ａを加圧した状態で、揺動駆動機構３０と回転駆動機構４０とを共に動作させながら加工を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は研削若しくは研磨による加工工程を有するレンズの製造方法に係り、特に、高精度の光学面を必要とするレンズを製造する場合に好適な、研削若しくは研磨による加工工程における製造技術に関する。

一般に、レンズに研削若しくは研磨による加工を施すレンズ加工装置としては、揺動式の上軸に設けられたカンザシに対して角度自在に連結されたレンズホルダと、回転する下軸に取り付けられた研磨面を備えた研磨皿とを用いる、オスカー式と呼ばれる上軸揺動タイプの研磨機が古くから知られている（例えば、以下の特許文献１参照）。このタイプの研磨機では、レンズホルダの角度方向及び回転方向の自由度が高いために均一な研磨作用を得やすいが、上軸の揺動に伴って、加工圧を与えるカンザシとレンズホルダとの連結角度が変動し、上軸の揺動量が増大するとともにカンザシの軸線と球芯方向との角度差が大きくなるので、レンズの被研磨面と研磨皿の研磨面との間において研磨面の球芯方向に向かう加工圧が揺動周期に合わせて増減する。このため、均一な研削若しくは研磨作用を生じさせることができず、結果として高精度の光学面を得ることが難しいという問題がある。

一方、レンズホルダを上軸の下端に取り付けるとともに、上軸と下軸（研磨皿）を研磨面に対応する球面の中心である球芯の周りを回動するように相対的に揺動させる球芯揺動タイプの研磨装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。この球芯揺動タイプの研磨装置には、レンズホルダを固定し、レンズをレンズホルダに対してＯリングなどの緩衝材を介して取り付けるとともに、上軸を軸線周りに回転させる一方、下軸を上記球芯位置の周りに揺動させる、下軸球芯揺動型の装置と、上軸のカンザシに対してレンズホルダを角度自在かつ回転自在に連結した構造を有し、上軸を上記球芯の周りに揺動させるとともに、下軸を軸線周りに回転させて加工を行う、上軸球芯揺動型の装置とが知られている。

特開２００４−２５５４９２号公報 特公平６−２２７９７号公報

ところで、レンズホルダを角度自在かつ回転自在に連結するとともに、球芯を中心として当該レンズホルダを揺動させるようにした上軸球芯揺動型の装置を用いる場合には、カンザシと呼ばれる加圧軸部材とレンズホルダとの間の連結点に、球芯を中心とした揺動運動を生じさせるための揺動駆動力が与えられる。

例えば、特許文献２の球芯揺動型研磨機においては、球芯位置Ｃを中心に加圧ピン１２を研磨皿３の凹球面状の研磨面に沿って左右に揺動させ、レンズ１を上記研磨面に沿って移動させる。ここで、第２図に示される場合には、凸曲面状の被研磨面を有するレンズ１を研磨皿３の凹球面状の研磨面上で研磨することから、加圧ピン１２はレンズホルダ１１を研磨面に沿った移動方向に駆動するため、加圧ピン１２とレンズホルダ１１との連結部分が角度自在に構成されていると、レンズホルダ１１が研磨面に沿った方向に移動する際に、加圧ピン１２から受ける移動方向に向けた揺動駆動力と、研磨面から受ける逆向きの摩擦力とによってレンズホルダに偶力が働き、この偶力によるモーメントは研磨面上におけるレンズの移動に伴うレンズホルダ１１の姿勢変化の向きとは逆向きに作用するため、レンズホルダ１１の研磨面に沿ったスムーズな移動が損なわれるという問題点がある。

一方、第３図のように、凸球面状の研磨面により凹曲面状の被研磨面を有するレンズを研磨する場合には、レンズホルダ１１に上記と同様の偶力が作用するものの、その偶力によるモーメントは、研磨による研磨面上の移動により生ずるレンズホルダ１１の姿勢変化の向きと同じ向きとなるため、レンズホルダ１１の研磨面に沿ったスムーズな移動を妨げることは少ない。

そこで、上記第２図の場合には第３図の場合とは異なり、加圧ピン１２をレンズホルダ１１に対して角度固定した状態で接続することが考えられる。しかし、このようにすると、研磨時におけるレンズホルダ１１の角度変位が規制されるため、研磨時においてレンズに加わる応力変動を十分に吸収することができなくなる。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、レンズホルダに対して角度自在かつ回転自在に取り付けられた加圧軸を有し、回転する加工部材に対して加工面の球芯を中心とした揺動を行う加工工程において、従来の加工工程の利点を損なうことなしに、揺動に伴うレンズの加工面上の移動を円滑化することにより、高精度な光学面を備えたレンズを製造することのできるレンズの製造方法を実現することにある。

斯かる実情に鑑み、本発明のレンズの製造方法は、レンズ（２２）の被加工面（２２ａ）を研削若しくは研磨により加工するレンズ加工工程を有するレンズの製造方法であって、前記レンズ加工工程は、前記被加工面（２２ａ）に対応する凹球面状の研削面若しくは研磨面からなる加工面（２１ａ）を備えた加工部材（２１）と、前記加工面（２１ａ）上に前記被加工面（２２ａ）を当接させた前記レンズ（２２）を保持するレンズホルダ（２０）と、該レンズホルダ（２０）に対して上方から角度自在かつ回転自在に連結された加圧軸部材（１８ａ）と、を用いる工程である。

本発明においては、前記レンズ加工工程において、前記レンズホルダ（２０）と前記加圧軸部材（１８ａ）との連結点（Ｐ）が、前記レンズ（２２）の前記被加工面（２２ａ）の前記加工面（２１ａ）上の加工位置に対して、前記球芯（Ｏ）を挟んだ反対側であって、前記球芯（Ｏ）に対する距離（Ｌ）が前記球芯（Ｏ）と前記加工位置との間の距離（Ｒ）以上に離れた位置に配置され、前記加圧軸部材（１８ａ）を介して前記レンズホルダ（２０）を加圧した状態で、前記球芯（Ｏ）を通過する揺動軸線（１１ｘ）の周りに前記加圧軸部材（１８ａ）を揺動させながら、前記加工部材（２１）を前記球芯（Ｏ）で前記揺動軸線（１１ｘ）と交差する回転軸線（１９ｘ）の周りに回転させることにより加工を行うことを特徴とする。

この発明によれば、レンズホルダ（２０）と加圧軸部材（１８ａ）との間の連結点（Ｐ）が前記レンズ（２２）の前記加工面（２１ａ）上の加工位置に対して前記球芯（Ｏ）を挟んで反対側に配置されることにより、加圧軸部材（１８ａ）からレンズホルダ（２０）に与えられる揺動駆動力（Ｆｐ）は、上記連結点（Ｐ）の位置、すなわち、レンズホルダ（２０）に保持されたレンズ（２２）の被加工面（２２ａ）が加工部材（２１）の加工面（２１ａ）に接する加工位置に対して、上記球芯（Ｏ）を挟んで反対側の位置、に与えられることになる。これにより、レンズホルダ（２０）が加圧軸部材（１８ａ）から受ける揺動駆動力（Ｆｐ）は、加工面（２１ａ）上においてレンズ（２２）の被加工面（２２ａ）が移動する向き（Ｄｐ）とは逆向きにレンズホルダ（２０）に与えられる。その結果、レンズホルダ（２０）が加圧軸部材（１８ａ）から受ける上記揺動駆動力（Ｆｐ）と被加工面（２２ａ）が加工面（２１ａ）から受ける摩擦力（Ｆｑ）とは、球芯（Ｏ）を挟んだ両側において同じ向きに生ずる。このため、レンズホルダ（２０）に生ずる偶力は揺動駆動力Ｆｐと摩擦力Ｆｑとの差のみとなり、その偶力のモーメントは加工に必要な方向及び大きさに限定される。また、レンズホルダ（２０）の姿勢を変化させようとするモーメントは、レンズホルダ（２０）に対して、その揺動に伴う姿勢変化と同じ向きに作用するため、レンズホルダ（２０）の移動の妨げとはならないことから、被加工面（２２ａ）を加工面（２１ａ）上でスムーズに移動させることができる。したがって、レンズ（２２）に加わる応力変動を吸収するための上記連結点（Ｐ）の角度自在かつ回転自在な連結態様を維持しつつ、加工中のレンズ（２２）に対して円滑な加工作用を安定して与えることができるので、レンズ（２２）の光学面に対して高精度の研削、研磨作用を生じさせることができる。

また、前記連結点（Ｐ）の前記球芯（Ｏ）に対する距離（Ｌ）が、前記加工位置の前記球芯（Ｏ）に対する距離（Ｒ）以上である（このことは、被加工面（２２ａ）の加工面（２１ａ）上の加工位置と連結点（Ｐ）との間の距離（Ｌ＋Ｒ）が上記距離（Ｒ）の２倍以上であることを意味する。）ことにより、前記加工面（２１ａ）上の加工位置において前記レンズ（２２）の被加工面（２２ａ）が加工面（２１ａ）から受ける摩擦力（Ｆｑ）に起因するモーメントに対して、前記連結点（Ｐ）において前記レンズホルダ（２０）が加圧軸部材（１８ａ）から受ける揺動駆動力（Ｆｐ）に起因するモーメントが大きくなりやすいから、レンズ（２２）及びレンズホルダ（２０）を、球芯（Ｏ）を中心に容易に揺動させることができる。換言すれば、加工面（２１ａ）上での摩擦力（Ｆｑ）に抗してレンズホルダ（２０）を揺動させるのに必要とされる揺動駆動力（Ｆｐ）を小さくすることができるため、加圧軸部材（１８ａ）とレンズホルダ（２０）の連結点（Ｐ）に無理な駆動負荷をかけずにレンズホルダ（２０）をスムーズに揺動させることができるから、連結点（Ｐ）において応力変動を十分に吸収しながら、安定した加工状態を得ることができる。

本発明において、前記連結点（Ｐ）の前記球芯（Ｏ）に対する距離（Ｌ）は、前記レンズ（２２）の前記加工面（２１ａ）上の加工位置の前記球芯（Ｏ）に対する距離（Ｒ）の２倍以下であることが好ましい。このことは、被加工面（２２ａ）の加工面（２１ａ）上の加工位置と連結点（Ｐ）との間の距離（Ｌ＋Ｒ）が上記距離（Ｒ）の３倍以下であることを意味する。これによれば、上記の効果を確保しつつ、レンズ加工装置（１０）の大型化や大型化に伴う製造コストの増大、或いは、加工状態の不安定化などを回避することができる。

本発明において、前記加圧軸部材（１８ａ）の揺動範囲は、前記加工部材（２１）の軸線（１９ｘ）に対して一側に傾斜した所定の中心角度位置φ_０を中心として、前記加工部材（２１）の軸線（１９ｘ）に対して非対称な揺動角度範囲φ_Ｗに設定されることが好ましい。これによれば、中心角度位置φ_０と揺動角度範囲φ_Ｗを設定することにより、レンズ（２２）が加工部材（２１）の加工面（２１ａ）の回転軸線（１９ｘ）近傍の周速の遅い部分に摺接する時間を低減することができるとともに、レンズ（２２）の外周の一部が加工面（２１ａ）の外側へ外れる時間を設けることも可能になるため、レンズ（２２）の中心軸付近の面くせ（中高や中落）の発生、或いは、レンズ（２２）の外周付近の面くせの発生を制御し、光学面の形状精度を高めることができる。

本発明において、前記加圧軸部材（１８ａ）の前記レンズホルダ（２０）の側の先端部が少なくとも凸球面状に構成された外面形状を有し、前記レンズホルダ（２０）には、前記加圧軸部材（１８ａ）の前記先端部を受け入れ、前記先端部との間で角度自在かつ回転自在な自在継手を構成するための凹球面状に形成された内面形状を有する凹嵌部（２０ｄ）を有することが好ましい。

本発明において、前記レンズホルダ（２０）は、前記レンズ（２２）を収容する収容凹部（２０ａ）を備えたレンズ収容部（２０Ａ）と、該収容凹部（２０ａ）の内面であって、前記レンズ（２２）の前記被加工面（２２ａ）とは逆側の裏面（２２ｂ）に沿った形状を有する凹部内面（２０ｂ）と、該凹部内面（２０ｂ）と前記レンズ（２２）の裏面（２２ｂ）との間に介挿され、前記レンズ（２２）の裏面（２２ｂ）に対して相対的に高い摩擦係数を有する表面、及び、前記凹部内面（２０ｂ）に対して相対的に低い摩擦係数を有する裏面を備えたレンズ保護シート（中敷きシート、２０ｃ）と、を具備することが好ましい。

この場合において、上記レンズ保護シート（２０ｃ）は、前記表面をフェルト状の起毛を備える面とし、前記裏面を相互に交差する少なくとも２方向の繊維を含む網目構造が露出した網目状の面とすることが望ましい。これによれば、起毛を備える表面によりレンズ（２２）の裏面（２２ｂ）にさらに損傷を与えにくくなるとともに、網目状の裏面によりレンズ保護シート（２０ｃ）と凹部内面（２０ｂ）との間の接触面積を減少させることにより摩擦をさらに低減することができる。したがって、収容凹部（２０ａ）内においてレンズ（２２）とレンズ保護シート（２０ｃ）を一体に移動可能に構成できるため、加工時においてレンズ（２２）が受ける応力変動をさらに緩和させることができる。例えば、レンズ（２２）の外縁形状が円形であり、これに対応する円形の収容凹部（２０ａ）内においてレンズ（２２）が回転自在に保持されている場合には、レンズ（２２）がレンズホルダ（２０）の内部で加工部材（２１）の回転に伴って連れ回ることで、上記応力変動を緩和することができる。

次に、本発明の別のレンズの製造方法は、揺動軸線（１１ｘ）の周りに揺動可能な上軸（１４）と、回転軸線（１９ｘ）の周りに回転可能な下軸（１９）との間でレンズ（２２）の被加工面（２２ａ）を研削若しくは研磨により加工するレンズ加工工程を有するレンズの製造方法であって、前記上軸（１４）には、前記レンズ（２２）を保持するレンズホルダ（２０）に対して上方から角度自在かつ回転自在に連結可能に構成された加圧軸部材（１８ａ）が設けられ、前記下軸（１９）には、前記レンズ（２２）の前記被加工面（２２ａ）に対応する凹球面状の研削面若しくは研磨面からなる加工面（２１ａ）を備えた加工部材（２１）が取り付け可能に構成され、
前記レンズ加工工程は、
前記加工部材（２１）を、前記下軸（１９）に取り付けたときに、前記揺動軸線（１１ｘ）と前記回転軸線（１９ｘ）との交点に前記加工面（２１ａ）の球芯Ｏが配置されるように形成するステップと、
前記レンズホルダ（２０）を、前記レンズ（２２）の被加工面（２２ａ）が前記加工面（２１ａ）上に接触するように収容配置したときに、前記加圧軸部材（１８ａ）と前記レンズホルダ（２０）との連結点（Ｐ）の前記球芯（Ｏ）に対する距離Ｌが前記加工面（２１ａ）と前記球芯（Ｏ）との距離（Ｒ）以上となるように形成するステップと、
次に、前記下軸（１９）に前記加工部材（２１）を取り付けるとともに前記加工面（２１ａ）上に前記レンズ（２２）を保持した前記レンズホルダ（２０）を配置し、前記レンズホルダ（２０）を前記加圧軸部材（１８ａ）と連結させるステップと、
その後、前記上軸（１４）を前記揺動軸線（１１ｘ）の周りに揺動させながら、前記下軸（１９）を前記回転軸線（１９ｘ）の周りに回転させることにより、前記レンズ（２２）の加工を実行するステップと、を具備することを特徴とする。

次に、本発明のレンズ加工装置（１０）は、レンズ（２２）の被加工面（２２ａ）を研削若しくは研磨により加工するレンズ加工工程に用いるレンズ加工装置であって、前記被加工面（２２ａ）に対応する凹球面状の研削面若しくは研磨面からなる加工面（２１ａ）を備えた加工部材（２１）と、前記加工面（２１ａ）上に前記被加工面（２２ａ）を当接させた前記レンズ（２０）を保持するレンズホルダ（２０）と、該レンズホルダ（２０）に対して上方から角度自在かつ回転自在に連結された加圧軸部材（１８ａ）と、該加圧軸部材（１８ａ）を介して前記レンズホルダ（２０）に加圧力（Ｆｓ）を付与する加圧手段（１７）と、前記加工面（２１ａ）の球芯（Ｏ）を通過する揺動軸線（１１ｘ）の周りに前記加圧軸部材（１８ａ）を揺動させる揺動駆動機構（３０）と、前記球芯（Ｏ）で前記揺動軸線（１１ｘ）と交差する回転軸線（１９ｘ）の周りに前記加工部材（２１）を回転させる回転駆動機構（４０）と、を具備し、前記レンズホルダ（２０）と前記加圧軸部材（１８ａ）との連結点（Ｐ）が、前記レンズ（２２）の前記被加工面（２２ａ）の前記加工面（２１ａ）上の加工位置に対して、前記球芯（Ｏ）を挟んだ反対側であって、前記球芯（Ｏ）に対する距離（Ｌ）が前記球芯（Ｏ）と前記加工位置との間の距離（Ｒ）以上に離れた位置に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、レンズホルダに対して角度自在かつ回転自在に取り付けられた加圧軸を有し、回転する加工部材に対して加工面の球芯を中心とした揺動を行う加工工程において、従来の加工工程の利点を損なうことなしに、揺動に伴うレンズの加工面上の移動を円滑化することにより、高精度な光学面を備えたレンズを製造することのできるレンズの製造方法を実現することができるという優れた効果を奏し得る。

本発明に係るレンズの製造方法の実施形態の加工工程の様子を示す側面図（ａ）、正面図（ｂ）及び拡大正面図（ｃ）である。 比較例のレンズの凹曲面を加工する際の様子を示す側面図（ａ）、正面図（ｂ）及び拡大正面図（ｃ）である。 上記実施形態に用いるレンズ加工装置の側面図である。 上記実施形態に用いるレンズ加工装置の正面図である。 第２実施形態の拡大正面図である。 第２比較例の拡大正面図である。

次に、添付図面を参照して本発明のレンズの製造方法の実施形態について詳細に説明する。最初に、本実施形態のレンズの製造方法のレンズ加工工程において使用するレンズ加工装置１０の構造及び動作態様について説明する。図３はレンズ加工装置１０の概略側面図、図４はレンズ加工装置の概略正面図である。

レンズ加工装置１０は、上軸１４を軸線１１ｘの周りに揺動させるための揺動駆動機構３０と、下軸１９を軸線１９ｘの周りに回転させるための回転駆動機構４０とを備えている。このレンズ加工装置１０は、揺動駆動機構３０により水平な軸線１１ｘを中心に回動する回動軸１１と、この回動軸１１に取り付けられ、軸線１１ｘを中心とする半径方向に伸びる揺動アーム１２とを備える。揺動アーム１２の末端部分は前方へ伸び、その前端において上軸ガイド１３を保持固定している。上軸ガイド１３は、上軸１４を、上記軸線１１ｘを中心とする半径方向に沿った姿勢に保持しつつ、その軸線１４ｘに沿って昇降可能に案内している。

上軸１４は上軸ガイド１３を貫通して伸びた上端位置でブラケット１５に接続固定される。また、上軸ガイド１３はブラケット１６を介して加圧シリンダ１７を支持し、この加圧シリンダ１７の加圧ロッド１７ａが上記ブラケット１５に連結されている。上軸１４の下端には、カンザシである加圧ピン（加圧軸部材）１８ａを保持固定するピンホルダ１８が取り付けられている。この加圧ピン１８ａは後述するレンズホルダ２０のピン係合部２０ｄに対して全方位について角度自在に、かつ、回転自在に連結された態様で係合する。

下軸１９は、垂直な軸線１９ｘを中心に上記回転駆動機構４０により回転駆動されるようになっている。下軸１９の上端には、研削部材（研削皿）若しくは研磨部材（研磨皿）である加工部材２１′（図３ではダミーが図示されている。）が取り付け固定される。後述する実施形態の加工部材２１は、図１に示すように、凹球面状の研削面若しくは研磨面である加工面２１ａを備え、この加工面２１ａの軸線は上記軸線１９ｘに一致する。加工面２１ａ上には後述するレンズホルダ２０に装着されたレンズ２２の凸曲面状の被研磨面である被加工面２２ａが摺接するように配置される。上記軸線１９ｘは、上記軸線１１ｘと上記軸線１４ｘの双方に交差するようになっている。軸線１１ｘと軸線１９ｘの交点は上記加工面２１ａの球芯Ｏであり、この球芯Ｏを中心に上軸１４の軸線１４ｘが揺動する。

上記揺動駆動機構３０は、揺動フレーム３１を支持するとともに、上記回動軸１１を回転可能に軸支する軸支部３２と、揺動フレーム３１に取り付けられた駆動モータ３３と、この駆動モータ３３により回転駆動されるとともに揺動フレーム３１に軸支されたクランク板３４と、このクランク板３４に対して回転自在に連結された第１リンク３５と、この第１リンク３５と上記回動軸１１との間に回転自在に連結された第２リンク３６とを備えている。クランク板３４は、第１リンク３５に連結された連結部材３４ａを移動可能に備え、この連結部材３４ａは調整ねじ３４ｂを操作することによって、駆動モータ３３の回転駆動軸からの距離が調整可能となるように構成されている。このため、調整ねじ３４ｂにより連結部材３４ａの回転駆動軸に対する距離を設定することにより、第１リンク３５及び第２リンク３６を介して回動軸１１の回動範囲（揺動アーム１２又は上軸１４の揺動範囲）が適宜に得られるように、上記揺動角度範囲φ_Ｗを設定することができる。

軸支部３２は、上記揺動フレーム３１に固定された保持筒部３２ａを介して回動軸１１を回転自在に軸支している。保持筒部３２ａは、通常は、図示しない装置フレームに取り付けられた支持台３２ｂに支持固定された状態となっているが、クランプノブ３２ｃを緩めることにより、支持台３２ｂに対して軸線１１ｘの周りに回転可能になるように構成される。保持筒部３２ａは歯車３２ｄに連結され、この歯車３２ｄは、図示しないウォームを備えた角度調整機構（図示せず。）に噛合している。上記クランプノブ３２ｃを操作して保持筒部３２ａの固定状態を解除した状態では、手動により上記角度調整機構を操作することで、保持筒部３２ａを、上記揺動フレーム３１、クランク板３４、第１リンク３５及び第２リンク３６とともに軸線１１ｘの周りに回動させることができ、これにより、上記中心角度位置φ_０を設定することができる。なお、揺動アーム１２と揺動駆動機構３０との間に配置された表示板３７は、垂直姿勢を基準として測った揺動アーム１２（上軸１４）の角度位置を示す角度目盛を備えている。

下軸１９は軸支部４１により垂直な軸線１９ｘを有する状態で回転自在に軸支されている。軸支部４１の下方には下軸１９にプーリ４２が取り付けられ、このプーリ４２は図示しない駆動モータにより駆動ベルト等を介して回転駆動されるようになっている。下軸１９の上部にはカバー４３及び連結部材４４が配置されている。カバー４３は加工時に研磨液などが軸支部４１に侵入しないようにするためのものである。また、下軸１９は、上記連結部材４４を介して後述する加工部材２１用の取付台座４５に接続されている。取付台座４５は、上記軸線１１ｘを基準として一定の高さ位置に配置され、既定の上下寸法Ｈを備えた加工部材２１を取り付けたときに、当該加工部材２１の加工面２１ａの球芯Ｏが軸線１１ｘ上に配置されるように構成される。この上下寸法Ｈは、レンズ加工装置１０の設計によって変更することができるが、例えば、５０ｍｍ（小形装置用）、１００ｍｍ（標準装置用）などといった値に設定される。

図４に示すように、レンズ加工装置１０には、上記上軸１４の球芯Ｏに向けた位置によって加工量（研削量、若しくは、研磨量）を測定するための加工量測定部５０が設けられている。この加工量測定部５０には、上記ブラケット１５に取り付けられたマイクロメータヘッドからなる加工量設定部５１が設けられる一方で、上記ブラケット１６に取り付けられた検出センサ５２の検出端部が上記加工量設定部５１の設定端部との接触を検知するように構成される。また、上記ブラケット１５に固定されたナットに螺合するボルトにより構成される規制部材５３が設けられ、この規制部材５３の先端が上記ブラケット１６に設けられた停止部材５４に当接することで、上軸１４がそれ以上降下しないように規制する規制手段を構成している。したがって、規制部材５３と停止部材５４によって上軸１４の降下量の下限値を設定するとともに、加工量設定部５１の設定端部を検出センサ５２が検知する位置から設定したい加工量だけ上昇させることによって、加工量の設定を行うことができる。

レンズ加工装置１０には、図示しない制御部（ＭＰＵやシーケンサ等で構成される。）と、この制御部を操作するための操作盤とが設けられる。この操作盤に対する各種の操作により、加圧シリンダ１７の加圧状態の制御、加圧値の設定、加工動作の停止条件の選択（例えば、時間（タイマー）若しくは上記の検出センサ５２の検知信号のいずれかの選択）、下軸１９の回転速度、上軸１４の揺動周期などをそれぞれ設定することができる。なお、上記中心角度位置φ_０は、上記クランプノブ３２ｃを緩めることにより保持筒部３２ａによる支持台３２ｂに対する固定状態を解除し、図示しない角度調整機構を操作することにより、保持筒部３２ａを、上記揺動フレーム３１、クランク板３４、第１リンク３５及び第２リンク３６とともに軸線１１ｘの周りに回動させることで設定され、その後、クランプノブ３２ｃを締付けることで保持筒部３２ａを支持台３２ｂに再び固定することで確定する。また、揺動角度範囲φ_Ｗは、前述のように調整ねじ３４ｂを回転させることで設定することができる。

（比較例）次に、図２を参照して、本発明に係る比較例について説明する。図２において、レンズ加工装置１０の構成は基本的に図３及び図４で説明したものと同じである。この比較例では、凸球面状の加工面１２１ａを備えた加工部材１２１を取付台座４５に取り付ける。ここで、加工面１２１ａの球芯Ｏは加工面１２１ａの下方に配置される。レンズホルダ１２０は、凹曲面状の被加工面１２２ａを有するレンズ１２２を収容凹部１２０ａ内に収容し、その凹部内面１２０ｂとレンズ１２２との間にレンズ保護シート１２０ｃが介挿される。ここで、凹部内面１２０ｂ及びレンズ保護シート１２０ｃは後述するレンズ保護シート２０ｃと同様に構成される。

レンズホルダ１２０には、に加圧ピン１８ａに連結されるピン係合部１２０ｄが設けられる。この比較例では、後述する実施形態とは異なり、加工面１２１ａとレンズ１２２の被加工面１２２ａとが摺接する加工位置と、加圧ピン１８ａとレンズホルダ１２０との連結点Ｐとは、球芯Ｏに対して同じ側に配置される。また、この場合には、連結点Ｐの球芯Ｏに対する距離Ｌは、レンズ１２２の中心部の厚みｄの存在により、加工位置の球芯Ｏに対する距離Ｒよりも常に大きくなる。

この比較例において、上軸１４の揺動に伴って上記連結点Ｐにおいてレンズホルダ１２０に与えられる揺動駆動力Ｆｐは上記加工位置を当該力の向きと同じ方向Ｄｐに移動させるが、そのときに生ずる摩擦力Ｆｑは揺動駆動力Ｆｐとは逆向きになるため、後述する実施形態とは異なり、レンズホルダ１２０には、揺動駆動力Ｆｐと摩擦力Ｆｑの和及び両者が与えられる作用点の距離に応じた偶力が働くことになる。しかし、この比較例では、上記偶力は、揺動駆動力Ｆｐによってレンズホルダ１２０が移動する際に生ずるレンズホルダ１２０の姿勢変化の向きと同じ向きのモーメントを生じさせるので、当該偶力によってレンズ１２２の被加工面１２２ａの加工面１２１ａ上の摺動が妨げられることは少ないとともに、上記連結点Ｐに大きな駆動負荷が加わることもないため、上軸１４の揺動に伴ってレンズホルダ１２０及びレンズ１２２は加工面１２１ａ上を或る程度スムーズに摺動し、ほぼ安定した加工状態を得ることができる。

この比較例では、上記偶力のモーメントを小さくするため、上記連結点Ｐが加工位置に近いほど好ましいと考えられるが、物理的にレンズ１２２の中心部の厚みｄよりも上記距離Ｌ−Ｒの値を小さくすることはできないし、その効果は大きくない。したがって、レンズ１２２の裏面１２２ｂの全体がレンズ保護シート１２０ｃを介して凹部内面１２０ｂによって支持され、裏面１２２ｂの全体に均一な圧力が与えられることで、加工時におけるレンズ１２２の変形を抑制することができる範囲で、上記連結点Ｐの距離Ｌを加工位置の距離Ｒに近づけることが好ましい。

この比較例においては、加圧ピン１８ａとレンズホルダ１２０の連結点Ｐが、球芯Ｏに対して、加工面１２１ａと被加工面１２２ａの摺接する加工位置と同じ側に配置されている点、連結点Ｐの球芯Ｏに対する距離Ｌが必然的に加工位置の球芯からの距離Ｒとレンズ１２２の中心部の厚みｄとの和以上となる点において以下に詳述する実施形態とは異なるものの、その他の点については以下の実施形態と同様に上述のレンズ加工工程を実施することができる。

（第２比較例）次に、図６を参照して、異なる比較例の研削若しくは研磨をおこなう加工工程を有するレンズの製造方法について説明する。この図示例では、レンズ１２２の厚みｄが外径より大きいため、レンズ１２２の被加工面１２２ａと基端部１２２ｄとの間の距離が、球芯Ｏと加工位置（被加工面１２２ａと加工面１２１ａとが摺接する部分）との距離Ｒより大きくなっている。このため、レンズホルダ１２０を薄くし、レンズ１２２の基端部１２２ｄとピン係合部１２０ｄとの距離を小さくしても、連結点Ｐの球芯Ｏに対する距離Ｌは上記距離Ｒの２倍近くになっている。図示例では、加工面１２１ａと連結点Ｐの距離Ｌ−Ｒは上記距離Ｒに近くなっているため、揺動駆動力Ｆｐと摩擦力Ｆｑとによって生ずる偶力のモーメントが大きくなり、加工の不安定性をもたらす。特に、上記距離Ｌ−Ｒが距離Ｒよりも大きくなると、加圧力Ｆｓを小さくしたときにレンズホルダ１２０が離脱する事故を起こす虞が高くなる。

（実施形態）次に、上記のレンズ加工装置１０を用いた本発明に係るレンズの製造方法の実施形態について、図１（ａ）〜（ｃ）を参照して、詳細に説明する。ここで、本実施形態のレンズの製造方法は、レンズの加工工程を含むものである。このレンズ加工工程は、レンズの研削工程（粗摺）、精研削工程、研磨工程（仕上げ研磨）のいずれの工程であってもよい。

レンズホルダ２０は、図１（ｃ）に示すように、レンズ２２を収容するための円盤状のレンズ収容部２０Ａと、このレンズ収容部２０Ａから上方へ延出し、上端部に上記係合凹部２０ｄを備えた円柱状の延長部２０Ｂとを備えている。レンズ収容部２０Ａには、レンズ２２を収容する収容凹部２０ａと、この収容凹部２０ａの内部底面を構成する凹部内面２０ｂと、この凹部内面２０ｂ上に載置され、レンズ２２が凹部内面２０ｂに直接に当接することにより損傷を受ける事を防止するためのレンズ保護シート（中敷きシート）２０ｃとを有する。

上記凹部内面２０ｂは、レンズ２２の被加工面２２ａとは逆の裏面２２ｂとほぼ対応する曲面状に構成される。また、レンズ保護シート２０ｃにおいて、レンズ２２の上記裏面２２ｂに接触する表面は、レンズ２２の裏面２２ｂに高い摩擦係数で密着する弾性素材（ウレタン素材など）で構成され、特に、裏面２２ｂの損傷を極力防止するために起毛状の面に構成されることが好ましい。また、レンズ保護シート２０ｃにおいて、上記凹部内面２０ｂに接触する裏面は、凹部内面２０ｂに対して上記よりも低い摩擦係数で摺動自在に接する低摩擦素材（フッ素樹脂など）で構成される。特に、レンズ保護シート２０ｃの裏面は、表面素材の裏面に貼りあわされた網目状の低摩擦素材からなる繊維材で構成されることが好ましい。相互に交差する少なくとも２方向の繊維で網目構造が裏面上に露出するように構成されると、接触面積の低減によりさらなる低摩擦化を図ることができる。以上のようにレンズ保護シート２０ｃを用いることにより、レンズ２２の裏面２２ｂの損傷を回避しつつ、レンズ２２のレンズホルダ２０による拘束度合を軽減することができる。しかも、レンズ２２の全面に均一な加圧を付与することができるため、加工時におけるレンズ２２の変形による光学面への影響を回避できる。

レンズホルダ２０の延長部２０Ｂの末端にはピン係合部２０ｄが形成され、このピン係合部２０ｄは、テーパ状の穴形状の内奥部に凹球面状の接合凹部が設けられた構造を備えている。そして、この接合凹部に上記加圧ピン１８ａの先端に形成された凸球面状の接合端部が嵌合することにより、既定の角度範囲内ではあるが、加圧ピン１８ａがレンズホルダ２０に対して全方位について角度自在、かつ、軸線１４ｘの周りに回転自在に連結されるようになっている。

レンズホルダ２０は、加工部材２１の加工面２１ａにレンズ２２の被加工面２２ａを摺接させたときに、上記ピン係合部２０ｄが上記球芯Ｏを中心として球芯Ｏと研磨面２１ａとの距離Ｒ以上離れた位置に配置されるように構成される。すなわち、このように構成されたレンズホルダ２０を用いて研削若しくは研磨の加工を実行すると、ピン係合部２０ｄは、加工面２１ａと被加工面２２ａの摺接領域（加工位置）に対して、球芯Ｏを挟んだ反対側であって、しかも、球芯Ｏに対して距離Ｒ以上離れた距離Ｌを有する位置に配置される。これにより、加圧ピン１８ａが球芯Ｏを中心とする一つの揺動平面上を円弧に沿って揺動するとき、レンズホルダ２０は、加圧ピン１８ａから球芯Ｏに向かう方向に加圧力Ｆｓを受けながら、加圧ピン１８ａの上記揺動に従って左右に揺動する。このとき、レンズホルダ２０に保持されたレンズ２２の被加工面２２ａは加工部材２１の加工面２１ａに沿って摺動するため、レンズホルダ２０の軸線２０ｘは常に加工面２１ａの球芯Ｏを通過する姿勢で左右に揺動する。したがって、この揺動が生じても、加圧ピン１８ａの軸線１４ｘとレンズホルダ２０の軸線２０ｘの角度差はほとんど生じないため、上記加圧シリンダ１７により与えられ、レンズホルダ２０が受ける加圧力Ｆｓはほとんど一定となり、安定した加工状態が得られる。

しかしながら、レンズ２２の被加工面２２ａと加工部材２１の加工面２１ａとの間で生ずる摩擦力Ｆｑは必ずしも一定ではなく、時間とともに或る程度は変動する。しかし、この変動に伴う加工状態への影響は、上述の加圧ピン１８ａとレンズホルダ２０の間の全方位に亘る角度自在かつ軸線１４ｘの周りに回転自在とされた連結構造と、上述のレンズホルダ２０の収容凹部２０ａ内のレンズ２２及びレンズ保護シート２０ｃと凹部内面２０ｂとの間の回転自在とされた保持構造とにより緩和される。この緩和作用により、摩擦力の急激な変化により生ずる被加工面２２ａの損傷を低減することができる。すなわち、上記連結構造及び保持構造は、加工部材２１の回転や加圧ピン１８ａの揺動に伴ってレンズホルダ２０の振れやレンズ２２の連れ回りを可能にすることにより、レンズ２２の被加工面２２ａのスムーズかつ高精度な加工を実現する。

上記揺動時には、加圧ピン１８ａからレンズホルダ２０に対して球芯Ｏを中心とする揺動平面上の円周方向に回旋力である揺動駆動力Ｆｐが与えられる。この揺動駆動力Ｆｐにより、レンズホルダ２０に保持されたレンズ２２は、上記揺動平面及び加工面２１ａに沿った揺動の向きＤｐへ摺動する。このとき、レンズ２２の被加工面２２ａと加工面２１ａとの間には、上記揺動の向きＤｐとは逆向きの摩擦力Ｆｑが生ずる。この摩擦力Ｆｑは、レンズホルダ２０及びレンズ２２の重量と、加圧ピン１８ａから受ける上記加圧力Ｆｓの和である垂直抗力に比例する。上記重量は、揺動の角度範囲が狭く、加圧力Ｆｓに対する比率が小さい場合には垂直抗力にほとんど影響を与えない。特に、中心角度位置φ_０が３０〜６０度の範囲内であって、揺動角度範囲φ_Ｗが５〜３０度の範囲内であるといったように、偏った、狭い揺動角度範囲を有する場合にはその傾向が強くなる。

図１（ｃ）に示す例では、加圧ピン１８ａとレンズホルダ２０の連結点Ｐは球芯Ｏに対して距離Ｒの位置にある（Ｌ＝Ｒ）。この場合には、揺動駆動力Ｆｐと摩擦力Ｆｑが球芯Ｏから当距離の位置で生ずるため、揺動駆動力Ｆｐが摩擦力Ｆｑを僅かでも上回ればモーメント（Ｆｐ−Ｆｑ）×Ｒが発生し、レンズホルダ２０及びレンズ２２は球芯Ｏを中心として回動する。これに対して、上記連結点Ｐの球芯Ｏに対する距離ＬがＲより小さくなる（Ｌ＜Ｒ）と、モーメントはＦｐ×Ｌ−Ｆｑ×Ｒとなるので、揺動させるために必要な揺動駆動力Ｆｐは摩擦力Ｆｑよりもかなり大きくなる。このため、上記連結点Ｐに大きな負荷が加わり、スムーズな揺動を生じさせることが難しくなる。なお、上記連結点Ｐが球芯Ｏに近づくと、やがてレンズホルダ２０を揺動させること自体が困難になってくる。

一方、上記連結点Ｐの球芯Ｏに対する距離ＬがＲよりも大きくなる（Ｌ＞Ｒ）と、揺動駆動力Ｆｐが摩擦力Ｆｑよりも小さい場合でもモーメントが得られるために揺動を生じさせることができるようになる。ただし、距離ＬがＲより大きくなると、加圧ピン１８ａの旋回半径とともに揺動幅も大きくなるため、レンズ加工装置１０の各所の寸法、例えば、上軸１４の軸線１４ｘに沿った移動可能距離や研磨槽のサイズなど、を大きく確保する必要が生ずる。特に、レンズ径が大きい場合や取付レンズ数が多い場合にはレンズホルダも大型化するため、さらに装置を大型化させる必要がある。また、距離ＬがＲより大きくなると、レンズホルダ２０の重心位置が上方へ移動したり、レンズホルダ２０の重量が増大したり、或いは、レンズホルダ２０の剛性不足等により形状精度が低下するため、揺動を伴う安定した加工状態を得ることが難しくなる。また、レンズホルダ２０の重心が上方にあると、揺動角が基準角度（垂直方向）からずれてレンズホルダ２０が傾斜したとき、レンズホルダ２０の重量負担が被加工面２２ａの下側にある部分へ偏って加工圧が不均一になるため、加工性を損なう可能性もある。特に、距離Ｌが２Ｒを越えると、上述のＦｐの抑制効果は低下してくるのに対して、上述の不具合は急速に増大していく。したがって、レンズ研磨機を大型化せずにレンズの加工品位を確保するには、連結点Ｐの球芯Ｏに対する距離Ｌを２Ｒ以下とすることが好ましい。

次に、本実施形態のレンズの製造方法において、より具体的な手順を説明する。まず、本実施形態のレンズの製造方法では、レンズ２２の被加工面２２ａの研磨若しくは研削などの加工を行う１又は複数の加工工程を実施するが、これらの加工工程の内の少なくとも一つのレンズ加工工程では、以下のステップを実施する。

最初に、上記レンズ加工装置１０の規定の上下寸法Ｈとレンズ２２の被加工面２２ａの曲率等に適合した形状の加工面２１ａとその他の寸法を備えた加工部材２１を形成する（加工部材形成ステップ）。すなわち、加工部材２１を上記取付台座４５に取り付けたときに、その加工面２１ａの球芯Ｏが軸線１１ｘ及び軸線１９ｘ上に配置されていなければならない。したがって、上記レンズ加工装置１０の上下寸法Ｈと、加工部材２１の加工面２１ａの球芯Ｏから加工部材２１の下端までの上下寸法とが等しくなるように形成する。また、加工面２１ａは、加工工程の種類、例えば、研削工程（粗摺）、精研削工程、研磨工程（仕上げ研磨）等のいずれであるかによって、種々異なる面として形成される。例えば、加工面２１ａは、アスファルトピッチ、ウレタン、スウェード、ダイヤモンドペレット（砥石）など、レンズの加工工程の種類に応じて種々の材料で構成される。

次に、上記加工部材２１の加工面２１ａによって加工すべきレンズ２２を保持するレンズホルダ２０を形成する（レンズホルダ形成ステップ）。このレンズホルダ２０は、図１（ｃ）に示すように、単一のレンズ２２を収容凹部２０ａにより保持するものであってもよいが、収容凹部２０ａを複数備えた構造を有する、複数のレンズ２２を保持するものであってもよい。レンズホルダ２０の収容凹部２０ａは、レンズ２２を収容して加工面２１ａ上に配置されたとき、レンズ２２の被加工面２２ａを上記加工面２１ａ上に露出するとともに、被加工面２２ａ以外の部分が上記加工面２１ａと干渉しないように構成される。また、収容凹部２０ａの凹部内面２０ｂは、レンズ２２の裏面２２ｂにほぼ沿った面形状を有するように構成されることが好ましい。これは、レンズ保護シート２０ｃを介してレンズ２２の裏面２２ｂが凹部内面２０ｂに接触したときに、レンズ２２の裏面２０ｂの全面にほぼ均等な圧力が加わるようにすることで、加工時におけるレンズ２２の変形を防止するためである。ただし、レンズ２２の裏面２２ｂと凹部内面２０ｂとの間にはレンズ保護シート２０ｃが介在するので、凹部内面２０ｂがレンズ２２の裏面２２ｂと対応する曲面を有していなくても、結果として、凹部内面２０ｂ上のレンズ保護シート２０ｃがレンズ２２の裏面２２ｂに対してほぼ均一な圧力を与えるように構成されていればよい。

レンズホルダ２０には、上記加圧ピン１８ａとの間に連結点Ｐを構成するピン係合部２０ｄを設ける。このピン係合部２０ｄは、レンズ２２を保持したレンズホルダ２０を加工部材２１上に配置したとき、すなわち、加工面２１ａ上に被加工面２２ａが配置されるようにしたとき、レンズ収容部２０Ａとは反対側のピン係合部２０ｄの加圧ピン１８ａとの間の連結点Ｐが、加工面２１ａと被加工面２２ａとが摺接する加工位置に対して球芯Ｏを挟んで反対側にあり、しかも、連結点Ｐの球芯Ｏに対する距離Ｌが、球芯Ｏと加工位置との距離Ｒ以上となるように、形成する。

レンズホルダ２０の形状は、基本的には上述のように円盤状のレンズ収容部２０Ａと円柱状の延長部２０Ｂを有するものとすることができる。ここで、例えば、レンズ収容部２０Ａは、単一レンズの場合にはレンズ２２の外径より大きな外径を備え、複数レンズの場合には全てのレンズを配列させた範囲よりも大きな外径を必要とする。一方、延長部２０Ｂは上述のようにピン係合部２０ｄを設けることができればよいので、ピン係合部２０ｄの連結点Ｐと球芯Ｏとの距離Ｌが上記距離Ｒ以上であればよい。しかしながら、上記の制約さえ満たすことができれば、レンズホルダ２０の形状は上記形状に限定されるものではない。例えば、延長部２０Ｂをレンズ収容部２０Ａと同径のまま軸線方向に延長させたものとしてもよい。ただし、この場合には延長部２０Ｂと加工部材２１との干渉により揺動可能な角度範囲が限定されてしまうことがある。一般に、延長部２０Ｂの径を大きくすると上記と同様に揺動可能な角度範囲が制限されやすくなるが、レンズホルダ２０の剛性を高めやすくなるため、加工時の変形を抑制できる。逆に、延長部２０Ｂの径を小さくすると揺動可能な角度範囲を広げることができるが、レンズホルダ２０の剛性が不足して加工時に変形しやすくなる。また、延長部２０Ｂを、レンズ収容部２０Ａの側が大径に、ピン係合部２０ｄの側が小径となるように、テーパ状に構成してもよい。この構造は、上述の揺動可能な角度範囲とレンズホルダ２０の剛性とのトレードオフを解決する一つの方法である。

なお、上記加工部材形成ステップと、上記レンズホルダ形成ステップとは、同時並行して実施してもよく、或いは、上記の記述の順序で実施しても、上記の記述の順序とは逆の順序で実施しても構わない。また、同一寸法の複数のレンズを繰り返し加工し、或いは、同時並行して加工する場合には、上記加工部材形成ステップ及び上記レンズホルダ形成ステップを初回のみ実施し、或いは、まとめて実施するようにしてもよい。

次に、上述のように、レンズ加工装置１０の下軸１９の取付台座４５に、上記の加工部材２１を取り付け、加工部材２１に対してレンズ２２を保持するレンズホルダ２０を配置し、さらにレンズホルダ２０に加圧ピン１８ａを連結する（加工準備ステップ）。まず、加工部材２１を取付台座４５に取り付けると、上述のように加工部材２１が形成されていることにより、加工面２１ａの球芯Ｏはレンズ加工装置１０の軸線１１ｘと１９ｘの交点と一致する。ただし、加工部材２１と取付台座４５との間で取付位置に或る程度の自由度が或る場合、加工部材２１の形成時にも自由度に応じた寸法に形成すればよいが、この場合には、この加工準備ステップにおいて加工部材２１の取付位置の調整作業を行う。

例えば、図示例では、取付台座４５のうち加工部材２１と固定される上側取付部材４５Ａと、下軸１９に固定される下側取付部材４５Ｂとが設けられ、上側取付部材４５Ａと下側取付部材４５Ｂとがボルト等の締結具４５ａによって固定される。そして、上側取付部材４５Ａと下側取付部材４５Ｂの間には、水平面に沿った或る程度の取付余裕が設けられている。また、加工部材２１には、上記加工面２１ａを備えた本体から下方へ延長された取付軸部２１Ｂが設けられ、この取付軸部２１Ｂは上側取付部材４５Ａに設けられた取付穴に挿入した上で止めねじ４５ｂにより固定されるようになっている。まず、取付部材２１の加工面２１ａの球芯Ｏを軸線１９ｘ上に配置するには、加工部材２１を仮に取り付けた上側取付部材４５Ａを下側取付部材４５Ｂに対して水平方向に移動させながら、下軸１９を回転させ、加工面２１ａがぶれないように調整する。この調整が完了したら、締結具４５ａにより上側取付部材４５Ａを下側取付部材４５Ｂに固定する。また、上記球芯Ｏを軸線１１ｘ上に配置するには、止めねじ４５ｂを緩めて、加工部材２１の取付軸部２１Ｂを上側取付部材４５の取付穴内で上下に移動させ、球芯Ｏが軸線１１ｘと一致するように調整する。

また、この加工準備ステップでは、加工部材２１の加工面２１ａ上にレンズ２２及びレンズホルダ２０を配置する。レンズホルダ２０の収容凹部２０ａ内には、凹部内面２０ｂ上にレンズ保護シート２０ｃを配置した上で、レンズ２２の被加工面２２ａがレンズ収容部２０Ａの外面上に露出するようにレンズ２２を収容する。このとき、レンズ２２及びレンズ保護シート２０ｃは収容凹部２０ａ内に固定されずに嵌め込まれることが好ましい。また、レンズ２２の外周は収容凹部２０ａの内周縁に嵌合し、レンズホルダ２０に対してレンズ２２が並進移動しないように保持されることが好ましい。レンズ２２の外形が円形であれば、レンズ２２は収容凹部２０ａ内において並進移動はしないが、軸線２０ｘの周りに回転自在に保持される。なお、本発明においては、レンズ２２をレンズホルダ２０に固定して加工を実施しても構わない。このとき、レンズホルダ２０と加圧ピン１８ａとの間の角度自在かつ回転自在な連結構造が、レンズ２２の受ける応力変動を吸収する。

上記被加工面２２ａが加工面２１ａに接触する姿勢となるようにレンズホルダ２０を加工部材２１上に配置すると、レンズホルダ２０のピン係合部２０ｄは上方に向く。そして、このピン係合部２０ｄに対して上記上軸１４の下端に取り付けられた加圧ピン１８ａを連結する。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、上軸１４が垂直姿勢となっている場合には、加工面２１ａの軸線１９ｘを中心とする中央部上に被加工面２２ａを配置し、ピン係合部２０ｄを垂直上方に向くようにレンズホルダ２０を配置し、加圧ピン１８ａを垂直上方からピン係合部２０ｄに向けて降下させながら、ゆっくりと連結する。このとき、レンズ加工装置１０では、加圧シリンダ１７のエア経路を開放状態とし、加圧ロッド１７ａを上下動可能な状態にしておくことにより、ピンホルダ１８に取り付けられた取っ手１８ｂを掴んで、上軸１４を上下に移動させることが可能になる。或いは、制御部により加圧ロッド１７ａを上下動させることで上軸１４を上下に移動させることも可能である。いずれかの方法により加圧ピン１８ａをレンズホルダ２０に連結させると、加圧シリンダ１７を、所定の加圧状態、すなわち、既定の加圧力Ｆｓがレンズホルダ２０に与えられるように設定する。加圧力Ｆｓは、通常、０．０５〜０．４ＭＰａの範囲で設定される。なお、加圧シリンダ１７は、上軸１４、ブラケット１５及びピンホルダ１８の自重をキャンセルした上で既定の加圧力Ｆｓを加えることができるように構成される。上記加圧力Ｆｓは、レンズの加工工程の種類、例えば、粗摺りと仕上げ研磨の違いなどによって適宜に変更、設定される。

最後に、上記揺動駆動機構３０により、上軸１４を軸線１１ｘの周りに設定された中央角度位置φ_０及び揺動角度範囲φ_Ｗに従って揺動させるとともに、上記回転駆動機構４０により、下軸１９を軸線１９ｘの周りに所定の回転数で回転させる（加工実施ステップ）。このステップは、既定の設定時間で停止させてもよく、或いは、既定の加工量（研削若しくは研磨の量）となったときに停止するようにしてもよい。この工程では、必要に応じて、酸化セリウムなどの研磨材を含む研磨液などを吹付けながら加工を実施する。

本実施形態の加工工程において、上記加工実施ステップでは、上軸１４の揺動に伴って加圧ピン１８ａが常に球芯Ｏに向けて一定の加圧力Ｆｓをレンズホルダ２０に与えるため、レンズ２２の被加工面２２ａと加工部材２１の加工面２１ａとの間に及ぼされる実質的な加圧状態を安定させることができる。また、加圧ピン１８ａとレンズホルダ２０とが連結点Ｐにおいて全方位において角度自在に、かつ、軸線１４ｘの周りに回転自在に連結されているため、加工位置における摺動面の摩擦力が変動するなど、レンズ２２に対する応力変動が生じても、この応力変動を連結点Ｐにおいて吸収することができることから、スムーズな加工状態を維持することが可能になる。特に、上記連結点Ｐの球芯Ｏに対する距離Ｌは、加工位置の球芯Ｏに対する距離Ｒ以上である。このことは、被加工面２２ａの加工面２１ａ上の加工位置と連結点Ｐとの間の距離Ｌ＋Ｒが上記距離Ｒの２倍以上であることを意味する。これにより、レンズホルダ２０に生ずる偶力の低減を図るとともに、当該偶力のモーメントによるレンズホルダ２０の姿勢変化の妨げを回避することができる。さらに、加工位置で生ずる摩擦力Ｆｑと対抗するために必要な揺動駆動力Ｆｐの増大を抑制できるため、連結点Ｐの駆動負荷を低減することができることから上記の角度及び回転の自由度を担保することが可能になるので、さらに円滑な加工状態を実現することができる。

ここで、上記距離Ｌが距離Ｒ以上２Ｒ以下であることがさらに好ましい。このことは、被加工面２２ａの加工面２１ａ上の加工位置と連結点Ｐとの間の距離Ｌ＋Ｒが上記距離Ｒの３倍以下であることを意味する。これにより、レンズ研磨装置１０の大型化や高コスト化を防止し、また、加圧ピン１８ａ、レンズホルダ２０及び加工部材２１の間の加工動作時の安定性を確保し、さらに、レンズホルダ２０の重量負担の偏りによる加工への影響を抑制することが可能になる。

（第２実施形態）図５には、上記実施形態のレンズに代えて、厚みｄの大きなレンズ２２を加工する際の様子を示す。図示例では、レンズ２２の厚みｄはその外径よりも大きく、上記距離Ｒの２倍を超え、全体としてロッド状に構成された極端なレンズ形状を示す。しかしながら、このような場合であっても、本実施形態では、上記距離Ｌを上記距離Ｒの２倍程度若しくはそれ未満にとどめることができる。ここで、レンズホルダ２０は、レンズ２２の基端部２２ｄに近い位置にピン係合部２０ｄを有するものとすることにより、レンズ２２の基端部２２ｄと連結点Ｐとの距離を短縮している。なお、図示例のようなレンズ２２は、レーザ光を集光するための屈折率分布型のロッドレンズなどに適用することができる。

この実施形態の場合には、揺動駆動力Ｆｐと摩擦力Ｆｑの差によって生ずる偶力のモーメントでレンズホルダ２０及びレンズ２２が球芯Ｏを中心に回動するので、偶力のモーメントは必要最小限の値となるとともに、当該モーメントに起因するレンズホルダ２０及びレンズ２２の姿勢変化の向きは加工動作と整合しているため、加工動作を妨げることはない。したがって、上記距離Ｌが増大しても、上記第２比較例とは異なり、加工動作を妨げる方向の偶力のモーメントを生ずることはなく、当該モーメントに起因する加工時の不安定性を招くこともない。ここで、第２実施形態のレンズホルダ２０は、先の実施形態と同様の凹部内面２０ｂ及びレンズ保護シート２０ｃを備え、レンズ２２を摺動可能に保持するものであってもよいが、レンズ２２を、レンズ保護シート２０ｃを介して、或いは、介在させずに、固定するように構成されていてもよい。

尚、本発明のレンズの製造方法は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、連結点Ｐを加圧ピン１８ａのテーパ状の先端部に形成された凸半球状の係合部と、ピン係合部２０ｄのテーパ状の凹部の奥部に形成された凹半球状の係合部との嵌合構造により構成しているが、本発明は、加圧力Ｆｓを伝達可能で、しかも、角度自在かつ回転自在な連結構造であればよいので、上記以外の種々のジョイント構造を用いることが可能である。

１０…レンズ加工装置、１１…回動軸、１１ｘ…軸線、１２…揺動アーム、１３…上軸ガイド、１４…上軸、１４ｘ…軸線、１５，１６…ブラケット、１７…加圧シリンダ、１７ａ…加圧ロッド、１８…ピンホルダ、１８ａ…加圧ピン（カンザシ）、１９…下軸、１９ｘ…軸線、３０…揺動駆動機構、４０…回転駆動機構、４５…取付台座、５０…加工量測定部、２０，１２０…レンズホルダ、２０Ａ…レンズ収容部、２０Ｂ…延長部、２０ａ，１２０ａ…収容凹部、２０ｂ，１２０ｂ…凹部内面、２０ｃ，１２０ｃ…レンズ保護シート、２０ｄ，１２０ｄ…ピン係合部、２１，１２１…加工部材、２１ａ，１２１ａ…加工面、２２，１２２…レンズ、２２ａ，１２２ａ…被加工面、２２ｂ，１２２ｂ…裏面

Claims (10)

1. レンズ（２２）の被加工面（２２ａ）を研削若しくは研磨により加工するレンズ加工工程を有するレンズの製造方法であって、
   前記レンズ加工工程は、前記被加工面（２２ａ）に対応する凹球面状の研削面若しくは研磨面からなる加工面（２１ａ）を備えた加工部材（２１）と、前記加工面（２１ａ）上に前記被加工面（２２ａ）を当接させた前記レンズ（２２）を保持するレンズホルダ（２０）と、該レンズホルダ（２０）に対して上方から角度自在かつ回転自在に連結された加圧軸部材（１８ａ）と、を用いる工程であり、
   前記レンズ加工工程において、前記レンズホルダ（２０）と前記加圧軸部材（１８ａ）との連結点（Ｐ）が、前記レンズ（２２）の前記被加工面（２２ａ）の前記加工面（２１ａ）上の加工位置に対して、前記球芯（Ｏ）を挟んだ反対側であって、前記球芯（Ｏ）に対する距離（Ｌ）が前記球芯（Ｏ）と前記加工位置との間の距離（Ｒ）以上に離れた位置に配置され、
   前記加圧軸部材（１８ａ）を介して前記レンズホルダ（２０）を加圧した状態で、前記球芯（Ｏ）を通過する揺動軸線（１１ｘ）の周りに前記加圧軸部材（１８ａ）を揺動させながら、前記加工部材（２１）を前記球芯（Ｏ）で前記揺動軸線（１１ｘ）と交差する回転軸線（１９ｘ）の周りに回転させることにより加工を行うことを特徴とするレンズの製造方法。
2. 前記連結点（Ｐ）の前記球芯（Ｏ）に対する距離（Ｌ）は、前記レンズ（２２）の前記加工面（２１ａ）上の加工位置の前記球芯（Ｏ）に対する距離（Ｒ）の２倍以下であることを特徴とする請求項１に記載のレンズの製造方法。
3. 前記加圧軸部材（１８ａ）の揺動範囲は、前記加工部材（２１）の軸線（１９ｘ）に対して一側に傾斜した所定の中心角度位置φ_０を中心として、前記加工部材（２１）の軸線（１９ｘ）に対して非対称な揺動角度範囲φ_Ｗに設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズの製造方法。
4. 前記加圧軸部材（１８ａ）の前記レンズホルダ（２０）の側の先端部が少なくとも凸球面状に構成された外面形状を有し、前記レンズホルダ（２０）には、前記加圧軸部材（１８ａ）の前記先端部を受け入れ、前記先端部との間で角度自在かつ回転自在な自在継手を構成するための凹球面状に形成された内面形状を有する凹嵌部（２０ｄ）を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレンズの製造方法。
5. 前記レンズホルダ（２０）は、前記レンズ（２２）を収容する収容凹部（２０ａ）を備えたレンズ収容部（２０Ａ）と、該収容凹部（２０ａ）の内面であって、前記レンズ（２２）の前記被加工面（２２ａ）とは逆側の裏面（２２ｂ）に沿った形状を有する凹部内面（２０ｂ）と、該凹部内面（２０ｂ）と前記レンズ（２２）の裏面（２２ｂ）との間に介挿され、前記レンズ（２２）の裏面に対して相対的に高い摩擦係数を有する表面、及び、前記凹部内面（２０ｂ）に対して相対的に低い摩擦係数を有する裏面を備えたレンズ保護シート（２０ｃ）と、を具備することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレンズの製造方法。
6. 上記レンズ保護シート（２０ｃ）は、前記表面をフェルト状の起毛を備える面とし、前記裏面を相互に交差する少なくとも２方向の繊維を含む網目構造が露出した網目状の面とすることを特徴とする請求項５に記載のレンズの製造方法。
7. 揺動軸線（１１ｘ）の周りに揺動可能な上軸（１４）と、回転軸線（１９ｘ）の周りに回転可能な下軸（１９）との間でレンズ（２２）の被加工面（２２ａ）を研削若しくは研磨により加工するレンズ加工工程を有するレンズの製造方法であって、
   前記上軸（１４）には、前記レンズ（２２）を保持するレンズホルダ（２０）に対して上方から角度自在かつ回転自在に連結可能に構成された加圧軸部材（１８ａ）が設けられ、前記下軸（１９）には、前記レンズ（２２）の前記被加工面（２２ａ）に対応する凹球面状の研削面若しくは研磨面からなる加工面（２１ａ）を備えた加工部材（２１）が取り付け可能に構成され、
   前記レンズ加工工程は、
   前記加工部材（２１）を、前記下軸（１９）に取り付けたときに、前記揺動軸線（１１ｘ）と前記回転軸線（１９ｘ）との交点に前記加工面（２１ａ）の球芯Ｏが配置されるように形成するステップと、
   前記レンズホルダ（２０）を、前記レンズ（２２）の被加工面（２２ａ）が前記加工面（２１ａ）上に接触するように収容配置したときに、前記加圧軸部材（１８ａ）と前記レンズホルダ（２０）との連結点（Ｐ）の前記球芯（Ｏ）に対する距離Ｌが前記加工面（２１ａ）と前記球芯（Ｏ）との距離（Ｒ）以上となるように形成するステップと、
   次に、前記下軸（１９）に前記加工部材（２１）を取り付けるとともに前記加工面（２１ａ）上に前記レンズ（２２）を保持した前記レンズホルダ（２０）を配置し、前記レンズホルダ（２０）を前記加圧軸部材（１８ａ）と連結させるステップと、
   その後、前記上軸（１４）を前記揺動軸線（１１ｘ）の周りに揺動させながら、前記下軸（１９）を前記回転軸線（１９ｘ）の周りに回転させることにより、前記レンズ（２２）の前記被加工面（２２ａ）の加工を実行するステップと、
   を具備することを特徴とするレンズの製造方法。
8. 前記連結点（Ｐ）の前記球芯（Ｏ）に対する距離（Ｌ）は、前記レンズ（２２）の前記加工面（２１ａ）上の加工位置の前記球芯（Ｏ）に対する距離（Ｒ）の２倍以下であることを特徴とする請求項７に記載のレンズの製造方法。
9. レンズ（２２）の被加工面（２２ａ）を研削若しくは研磨により加工するレンズ加工工程に用いるレンズ加工装置（１０）であって、
   前記被加工面（２２ａ）に対応する凹球面状の研削面若しくは研磨面からなる加工面（２１ａ）を備えた加工部材（２１）と、
   前記加工面（２１ａ）上に前記被加工面（２２ａ）を当接させた前記レンズ（２０）を保持するレンズホルダ（２０）と、
   該レンズホルダ（２０）に対して上方から角度自在かつ回転自在に連結された加圧軸部材（１８ａ）と、
   該加圧軸部材（１８ａ）を介して前記レンズホルダ（２０）に加圧力（Ｆｓ）を付与する加圧手段（１７）と、
   前記加工面（２１ａ）の球芯（Ｏ）を通過する揺動軸線（１１ｘ）の周りに前記加圧軸部材（１８ａ）を揺動させる揺動駆動機構（３０）と、
   前記球芯（Ｏ）前記揺動軸線（１１ｘ）と交差する回転軸線（１９ｘ）の周りに前記加工部材（２１）を回転させる回転駆動機構（４０）と、を具備し、
   前記レンズホルダ（２０）と前記加圧軸部材（１８ａ）との連結点（Ｐ）が、前記レンズ（２２）の前記被加工面（２２ａ）の前記加工面（２１ａ）上の加工位置に対して、前記球芯（Ｏ）を挟んだ反対側であって、前記球芯（Ｏ）に対する距離（Ｌ）が前記球芯（Ｏ）と前記加工位置との間の距離（Ｒ）以上に離れた位置に配置されることを特徴とするレンズ加工装置。
10. 前記連結点（Ｐ）の前記球芯（Ｏ）に対する距離（Ｌ）は、前記レンズ（２２）の前記加工面（２１ａ）上の加工位置の前記球芯（Ｏ）に対する距離（Ｒ）の２倍以下であることを特徴とする請求項９に記載のレンズ加工装置。

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