JP3128206U - 偏心測定検査用溝入り成形レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】
微細なプラスチック成形レンズ用金型の両光学面の偏心度をそれぞれ正確に測定し、金型の偏心度の修正を簡単にする。
【解決手段】
レンズの非球面光学面１０、１１の外周に沿って、これら光学面と同心円をなす溝１４、１５をそれぞれ形成する。これらの環状の溝は、光学面１０，１１は金型製作の際、同時に形成されるため、その偏心度はこれら光学面と同じく、加工時の偏心度を正確に反映する。
従って、光学測定機器によるこれらの同心円状の溝の光学像から、非球面光学面１０、１１それぞれの偏心度を正確に測定することができる。
【選択図】 図３

Description

本考案は、レンズの外面及び内面の光学面を除く平面部に単数もしくは複数の光学面と同心円状の溝を加工した成形レンズの該溝を工具顕微鏡で観測し、工具顕微鏡の有する偏心測定検査機能を利用することにより、成形レンズの偏心値測定、偏心方向の特定を可能にし、また該レンズ金型の補正の根拠ともなりうる偏心測定検査用の溝を有する成形レンズに関する。

図１のA１に示されるような従来の成形レンズの製造過程は以下のステップにより構成される。
まず、該レンズの外面、内面の両光学面A２をそれぞれ凸面と凹面の二非球面に設計し、次に超精密加工機器にてレンズ金型を製作するが、超精密加工機器、及びデジタル制御式（NC）によりカッターの経路を設定する際には、sag値（切削深度値）を設定し、金型の精密機械加工を自動的に行い、曲面レンズに加工するが、その該レンズの光軸（Optical Axis）をZ軸、曲面の中心部を原点（X-Y平面原点）とし、レンズの曲面状の異なる位置におけるZ軸平行方向とX-Y平面の高度差がsag値であり、該sag値はアナモフィック面（Anamorphic surface）、トーリック面１型（First type Toric surface）、トーリック面２型（Second Type Toric surface）等の光学方程式にパラメーターを合わせて算出することができる。
次に、該金型を用いて、射出成形（injection molding）あるいはプレス成形を行うことで量産型レンズを製造する。
一般的に該金型の完成後にはまずサンプルを試作し、該レンズの偏心の有無の測定を行い、金型補正の際の根拠とする。
一般的に製造されたレンズは全て測定を行い、良品か否かの判断を下す必要がある。

成形レンズＡ１の光学面Ａ２の偏心測定検査について、従来の測定検査方法は図２に示すように、透過式偏心計器Ａ３と回転式治具Ａ４を用い、下部からの光源ランプの平行光Ａ５を被検査レンズＡ１の光学面Ａ２に入射して、モニター（スクリーン）Ａ６上の実像を測定に使用するが、透過式偏心計器Ａ３は高価なため生産コストが相対的に高くなり、また被検査レンズＡ１を挟んで固定する治具Ａ４は被検査レンズＡ１を載せて回転することにより、モニター（スクリーン）Ａ６上の焦点Ａ７を利用し回転時の直径を偏心度判定の根拠とするので治具Ａ４自体の偏心状態についての要求も非常に高く、その偏心値は少なくとも２μm(10^-6m)以下でなければならず、治具Ａ４もまたコストを相対的に上げており、またレンズを設置する際の誤差が測定結果に影響を与えやすく、成形レンズＡ１の測定検査と品質管理を困難にしている。
さらに、従来の測定検査技術においてはモニターＡ６上では被検査レンズＡ１の偏心度のみの判定にとどまり、被検査レンズＡ１の外面、内面、両面の異なる光学面Ａ２（凸面、凹面の二非球面）の偏心度をそれぞれ判定することは不可能であり、よってモニターＡ６上でレンズＡ１の偏心度は測定できるものの、それを直接金型補正の根拠とすることは難しく、言い換えれば、該レンズＡ１の外面、内面の異なる光学面のうち、どちらの光学面の誤差が偏心の原因であるのかの判定し難いため、確実にあるいは効率的、迅速に光学面の金型の誤差を補正することができず、金型補正を困難にしている。
特開２００６−５８８５０号公報

本考案は、成形レンズに偏心測定検査用の溝を加工することにより、レンズの外面、内面の両面の平面部上の光学面の成形に影響を及ぼさない範囲内に、単数もしくは複数の光学面と同心円状の溝を加工し、工具顕微鏡で観察することにより、レンズの偏心測定検査時に工具顕微鏡にある偏心測定検査機能を利用し、レンズの偏心や偏心方向、レンズの金型補正の根拠とすることにより、測定検査器具にかかるコストの削減、測定検査過程の簡便化、金型補正作業を効率化し、レンズの品質管理力を高めることを主要な目的とする。

本考案は、さらに超精密加工機器を利用して金型を製造する際に、金型の光学面と該溝の成形を同時に行うことによりレンズ状の溝入れ加工の簡便化、および該溝と光学面が同心円状になった偏心測定検査用の溝入りレンズを提供することを目的とする。

本考案は、さらにレンズの外面、内面の平面部に直径の異なる溝を加工することで、工具顕微鏡でそれぞれの溝を観察することができ、レンズの外面、内面の異なる光学面の偏心度、偏心方向をそれぞれに判別することができ、これにより各光学面の金型の補正が確実かつ効率的になり、金型補正作業の簡便化を可能にする偏心測定検査用の溝入りレンズを提供することを目的とする。

本考案は、レンズの外面、内面の両面の平面部において、光学面の成形に影響を及ぼさない範囲内に、単数もしくは複数の光学面と同心円状の溝を加工し、該溝を工具顕微鏡で観測し、工具顕微鏡が有する偏心測定検査機能を利用することにより、該レンズの偏心測定検査、偏心方向の特定、該レンズ金型補正の根拠とする。

以上の説明のように、レンズに溝を加工することにより、偏心測定検査設備コストの削減、測定検査過程の簡便化、金型補正作業の効率化、レンズの品質管理の向上を可能にする。

上述の目的及び効果を達成するため、本考案が採用した技術的手段及びその構造について、以下に説明図及び実施例を用いてその特徴と効果を詳細に説明する。

図３が示す本考案の成形レンズ１と、図１の従来のレンズA１の基本構造は、外面、内面に異なる光学面１０、１１（外面凸型、内面凹型の二非球面）、及び外面、内面の二平面部からなるという点で類似しているが、成形レンズ１は外面、内面の平面部１２、１３上の光学面１０、１１の成形に影響を及ぼさない範囲内にそれぞれ単数もしくは複数の光学面と同心円状の溝１４、１５を有することを特徴としており、図３に示すように、外面、内面の両平面部１２，１３上にそれぞれ１本の光学面１０、１１と同心円状の溝１４、１５を有し、該溝１４、１５は図６のように工具顕微鏡２を通して、投影機２０のモニター２１に図７のように拡大観察でき、X-Yプレート２２を併用し、レンズ１の偏心測定検査をする際に工具顕微鏡２の有する偏心測定検査機能を利用することにより該レンズ１の偏心値、ならびに偏心方向の特定,レンズ金型補正の根拠とすることが可能となる。

図８に示すように、該溝１４、１５は該レンズ１の金型３の製造時に、金型３上にレンズ光学面１０、１１と金型光学面３０、３１を、レンズ上の溝１４、１５と金型溝（突起）３２、３３を対応させており、超精密加工機器の切削機器による加工の際に同時に加工することにより、レンズ１上の溝１４、１５は光学面１０、１１に対して正確に同心円として形成される。

図６、７に示すように、工具顕微鏡２を利用したレンズ１の偏心測定検査時には被検査レンズ１をX-Yプレート２２上に置き、被検査レンズ１の下方の光源ランプ２３から入射することにより、投影機２０のモニター２１上に図７のように、溝１４、１５、及びレンズ外縁１６の拡大された実像を観察することができ、さらに工具顕微鏡２が有する偏心測定機能により、該レンズ１の偏心値を測定検査することができ、それは工具顕微鏡２が図７のように図形物体を映し出す際に、被検査レンズの光学面１０、１１の座標及び真円度等のデータをそれぞれに取得することができる。それらのうち、該座標は偏心度や偏心方向（位置）の計算に利用でき、該真円度は人的操作の誤差判定に利用でき、真円度が大きすぎる場合、作業者の指定位置の不正確さ、またはレンズが平らに設置されていない、あるいはレンズが収縮しすぎていることを示し、さらに両面の偏心方向をそれぞれに特定することにより該レンズ金型３の補正時の根拠とする。

また、該溝１４、１５上にはそれぞれ一つの角１４１、１５１を有するべきであり（図４,５参照。）、溝１４、１５に光源２３を通すことにより、モニター２１上に該溝がより鮮明に精細に拡大実像として現れ、偏心測定検査の正確さが増すことになる。

さらに、図６、７に示すように、該溝１４、１５はレンズの外面、内面の平面部１２、１３に異なる直径の溝を有し、溝１４は光学面１０寄りに、溝１５は光学面１１から離れた位置にあり、外面、内面の二本の溝１４、１５は工具顕微鏡２、及び投影機２０を用いてモニター２１上に図７のようにはっきりと確認でき、モニター２１上の溝１４、１５をそれぞれレンズ１の外縁１６と比較することにより、該レンズ１の外面、内面の異なる光学面１０、１１の偏心度をそれぞれに測定検査することができ、該光学面１０、１１の金型３の成形箇所３０、３１の補正を正確かつ効率的にし、また金型３の補正作業の簡便化をはかることができる。

本考案の「偏心測定検査用溝入り成形レンズ」は上述の手順をもってすれば、上述にある効果が得られることは確実であり、また、本考案は申請前に刊行物において未発表、未公開使用の案件であり、実用新案の新型、先進等の条件に合致する。

上述にある説明図、及び説明は本考案実施例にすぎず、本考案を実施例のみに限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本考案の精神と領域を脱しない範囲内で変更や応用を加えることができ、したがって本考案の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

従来の成形レンズの断面図である。 従来の成形レンズの偏心測定検査方法の説明図である。 本考案、実施例の断面図である。 図３のレンズ外面にある同心円状の溝の拡大図である。 図３のレンズ内面にある同心円状の溝の拡大図である。 本考案の成形レンズの偏心測定検査方法の説明図である。 本考案の同心円状の溝を工具顕微鏡で拡大観察した説明図である。 本考案のレンズ金型の形状を示す説明図である。

符号の説明

１ レンズ
１０、１１ 光学面
１２、１３ 平面部
１４、１５ 溝
１４１、１５１ 角
１６ レンズ外縁
２ 工具顕微鏡
２０ 投影機
２１ モニター
２２ Ｘ−Ｙステージ
２３ 光源ランプ
３ 金型
３０、３１ 成形箇所
３２、３３ 成形箇所

Claims (5)

1. 金型を用いた射出成型レンズにおいて、
   光学像による内外両レンズ光学面の偏心度測定用の溝をこれら内外両レンズ光学面の外側に同心円状にそれぞれ形成したことを特徴とする、偏心測定検査用溝入り成形レンズ。
2. 上記同心円状に形成した溝は、それぞれ２以上であることを特徴とする請求項１に記載の偏心測定検査用溝入り成形レンズ。
3. 上記溝は、上記レンズの外面、内面の平面部に異なる直径で形成したことを特徴とする請求項１に記載の偏心測定検査用溝入り成形レンズ。
4. 前記溝は、その断面において光学投影像を明瞭にするための角を有することを特徴とする請求項１に記載の偏心測定検査用溝入り成形レンズ。
5. 前記溝は、該レンズ金型の製造時に光学面の成形と同時に切削加工により形成されたことにより、光学面と同心円状を保つことを特徴とする請求項１に記載の偏心測定検査用溝入り成形レンズ。

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