JP4391679B2 - レンズ枠の加工装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズが組み付けられたレンズ枠を加工する加工装置に関し、特に、レンズ鏡筒等にレンズ枠を組み込む際にレンズの光軸が一致するように加工を行うレンズ枠の加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
顕微鏡やカメラ等の光学機器におけるレンズ鏡筒には、レンズを有した複数のレンズ枠が組み込まれるが、組み込まれた複数のレンズはその光軸が相互に一致する必要がある。このため、従来では、レンズが組み込まれたレンズ枠をレンズ鏡筒に挿入した後、反射あるいは透過式の偏心測定機を用いた調整によって心出しを行い、硬化剤や接着剤で固定またはレンズ押さえ環等で押さえて固定している。ところが、この方法では、レンズ枠をレンズ鏡筒内に挿入した後に、レンズ鏡筒内でレンズ枠の調整を行うため、調整が面倒であり、作業性が悪いものとなる。
【0003】
図5はレンズをレンズ鏡筒に組み込むため、特開平6−130265号公報に開示された従来の他の装置を示す。この装置は、レンズ枠に組み付けることなくレンズ102をレンズ鏡筒101に直接に組み込むため、レンズ鏡筒101を加工するものである。
【0004】
この装置では、心出し基準位置マーキング手段103がレンズ102の外周及び加工されるレンズ鏡筒101に対して心出し基準位置をマーキングする。偏心測定手段104はレンズ102の心位置を測定して、レンズ102の外周に付けた心出し基準位置を基準にした心位置修正量及び方向を算出する。転送手段105は偏心測定手段104により得られたレンズ102の測定データを加工機106に転送する。これにより、加工機106は心出し基準位置を基準にして、その工具108によりレンズ鏡筒101内径におけるレンズ突き当て面(当て付け面)を切削加工する。そして、このようにして加工したレンズ鏡筒101に対し、複数枚のレンズ102をそれぞれ互いに印してある心出し基準位置を合わせて組み付け、レンズ外周部分を接着剤等によりレンズ鏡筒101に固定する。これにより、レンズ102の光軸を精度良く組み付けるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したいずれの従来技術においても、レンズの肉厚に起因した誤差に対処することができないものとなっている。すなわち、レンズの肉厚は加工誤差が生じるものであり、また、複数のレンズを接合した接合レンズの場合には、接合面の精度により接合レンズの肉厚が設計値とかけ離れている場合がある。そして、いずれの場合においても、レンズの複数またはレンズ枠の複数を、レンズ鏡筒の対応した当て付け面に突き当てて組み込むと、そのレンズにおける当て付け面と反対側のレンズ面と、次のレンズのレンズ面までの距離に誤差が生じるためである。
【0006】
本発明は、このような従来技術の問題点を考慮してなされたものであり、レンズの肉厚に加工誤差がある場合でも、複数のレンズの光軸を一致させることができ、しかもレンズ間隔を精度良く組み付けることが可能なレンズ枠の加工装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、レンズが組み付けられたレンズ枠を主軸が回転させると共に、加工機がレンズ枠の少なくとも両端面の当て付け面を加工する装置であって、前記レンズの肉厚を測定する肉厚測定手段と、前記加工機に対する光軸方向におけるレンズの位置を測定する位置測定手段と、光軸に対するレンズの偏心量を測定する偏心測定手段とを備え、前記加工機は、偏心測定手段からの偏心データに基づいてレンズの光軸を前記主軸に一致させ、この状態で、光軸方向におけるレンズの位置データ及びレンズの肉厚データに基づいてレンズ枠の両端面の当て付け面を加工することを特徴とする。
【0008】
この発明では、レンズが組み込まれたレンズ枠を加工機によって加工するものである。肉厚測定手段はレンズの肉厚データを測定し、加工機は偏心測定手段からの偏心データに基づいてレンズの光軸を主軸に一致させ、この状態で、位置測定手段が光軸方向におけるレンズの位置を測定する。そして、加工機は、光軸方向におけるレンズの位置データ及びレンズの肉厚データを基準としてレンズ枠の両端面の当て付け面を加工する。これにより、加工機はレンズの光軸及びレンズの光軸方向の位置を基準としてレンズ枠の当て付け面を加工するため、レンズに肉厚の誤差があっても、複数のレンズの光軸を一致させた組み付け及びレンズの間隔を高精度に保持した組み付けを行うことができる。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1記載の発明であって、レンズ枠を保持すると共に前記偏心測定手段からの偏心データに基づいてレンズの光軸を前記主軸に一致させるステージをさらに備え、このステージがレンズの光軸を主軸に一致させた状態で、前記加工機が光軸方向におけるレンズの位置データ及びレンズの肉厚データに基づいてレンズ枠の外径面及びレンズ枠の両端面の当て付け面を加工することを特徴とする。
【0010】
この発明では、請求項1の発明に加えて、ステージを備えるため、加工に際してレンズの光軸を主軸に確実に一致させることができ、加工精度が向上する。また、この発明では、レンズ枠の当て付け面に加えて、レンズ枠の外径面を加工する。レンズ枠の外径面はレンズ鏡筒の内径面と接触するものであり、この外径面を加工することにより、複数のレンズの光軸をレンズ鏡筒内で精度良く一致させることが可能となる。
【0011】
請求項3の発明は、請求項2記載の発明であって、レンズ枠が組み込まれるレンズ鏡筒の内径を測定する内径測定手段をさらに備え、前記ステージがレンズの光軸を主軸に一致させた状態で、前記加工機が光軸方向におけるレンズの位置データ及びレンズの肉厚データ及びレンズ鏡筒の内径データに基づいてレンズ枠の外径面及び両端面の当て付け面を加工することを特徴とする。
【0012】
この発明においても、請求項2記載の発明と同様に、レンズ枠の外径面を加工するが、この外径面の加工は、内径測定手段が測定したレンズ鏡筒の内径データに基づいて行われるため、レンズ鏡筒の内径に対する寸法が向上する。このため、レンズ鏡筒内での複数のレンズの光軸をさらに高精度に一致させることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態により、具体的に説明する。なお、各実施の形態において、同一の要素は同一の符号を付して対応させてある。
【0014】
(実施の形態1)
図1及び図2は、本発明の実施の形態1を示す。この実施の形態の加工装置は、レンズ1が組み付けられたレンズ枠2を加工するものであり、そのための加工機8を備えると共に、レンズ枠2を保持するステージとしてのアライメントステージ3と、レンズ1の偏心量を測定する偏心測定手段10,12と、レンズ1の位置を測定する位置測定手段としてのプローブ13と、レンズ1の肉厚測定手段としての肉厚測定機6とを備えている。
【0015】
レンズ枠2は上下端面が開放されたリング状に成形されており、その内面の保持突起によってレンズ1を保持して固定する。
【0016】
アライメントステージ3は加工機8の加工軸である主軸11に取り付けられ、主軸11によって回転駆動される。また、アライメントステージ3はレンズが組み付けられた状態のレンズ枠2を保持するチャックアーム3aを有している。このチャックアーム3aは、レンズ枠2の下面からレンズ枠2内に進入することにより、レンズ枠2を内側から保持する。アライメントステージ3はチルト・シフト可能となっており、このチルト・シフト駆動によって、レンズ1の光軸が主軸11と一致するようにレンズ枠2の左右前後調整及び傾き調整を行う。
【0017】
偏心測定手段10はレンズ1の上面1aに臨み、偏心測定手段12はレンズの下面1bに臨むように配置されており、偏心測定手段10は光軸に対するレンズ1の上面1aの偏心量を測定し、偏心測定手段12はレンズ1の下面1bの偏心量を測定する。そして、測定した偏心量はデータ転送手段7に送出される。
【0018】
位置測定手段としてのプローブ13は、レンズ1に臨む測定子13aを備えており、加工機8に対するレンズ1の光軸方向の位置を測定する。そして、測定したレンズ1の位置データはデータ転送手段7に送出される。また、プローブ13は移動機構14に保持されており、これにより、垂直方向及び水平方向に移動可能となっている。
【0019】
肉厚測定機6は、主軸11とは別個の位置に配置されている。この肉厚測定機6は、上下で対向する接触子6a、6bを備えており、この接触子6a、、6bがレンズ1の上下面1a、1bに接触することにより、レンズ1の肉厚を測定する。測定した肉厚データはデータ転送手段7に送出される。
【0020】
加工機8はレンズ枠2の外径面2aを切削すると共にレンズ枠2の両端面である上下の当て付け面2b、2cを切削するバイト等の加工具8aを備えている。この加工機8はデータ転送手段7から入力されたデータに基づいてレンズ枠2を加工する。
【0021】
この実施の形態では、まず、レンズ枠2に組み付けられたレンズ1の肉厚を肉厚測定機6により測定する。次に、アライメントステージ3はチャックアーム3aによってレンズ枠2を保持する。この保持状態で、偏心測定手段10,12によりレンズ1の上面1a及び下面1bの偏心量をそれぞれ測定し、測定された偏心データをデータ転送手段7がアライメントステージ3に出力する。この偏心データに基づいて、アライメントステージ3はレンズ枠2のチルト・シフト調整を行い、レンズ1の光軸を主軸11の回転軸、すなわち加工機8の加工軸に一致させる。これによりレンズ枠2の外径面2aをレンズ1の光軸を基準として加工することができる。
【0022】
このようにレンズ1の上面1a及び下面1bの偏心量をそれぞれ測定し、レンズ1の上面1a及び下面1bの偏心をそれぞれ同時に検出しながらレンズ枠2のチルトおよびシフトを行うことにより、偏心量の調整を精度良く行うことができる。
【0023】
また、移動機構14によりプローブ13をレンズ1の上面1aの中心に当接させて、加工機8上でのレンズ1の光軸方向の位置を測定する。そして、加工機8に対するレンズ1の光軸方向における位置データ、レンズ1の肉厚データ及びあらかじめ入力してあるレンズ1に関するデータをデータ転送手投7から加工機8に出力する。加工機8はこれらのデータに基づいてレンズ枠2の外径面2a及び上下の当て付け面2b、2cを加工する。これにより、レンズ1の光軸及びレンズ1の光軸方向の位置を基準にしたレンズ枠2の加工を行うことができる。
【0024】
この加工の後、図2に示すように複数のレンズ枠2をレンズ鏡筒9内に挿入する。レンズ鏡筒9の内部には、レンズ枠2を収容する収容部9aが軸方向に沿って空洞状に形成されている。また、軸方向の両端部は開口されており、先端側(右端側)の開口部は光が入出射する光窓9bとなっている。基端側(左端側)の開口部の外周は光学機器への取り付けを行う取付部9cとなっており、そのための雄ねじ等が形成されている。
【0025】
上述した加工では、レンズ1の光軸及びレンズ1の光軸方向の位置を基準としてレンズ枠12の外径面2a及び当て付け面2b、2cを加工しているため、複数のレンズ枠2を収容部9a内に挿入した後、押さえ環15を挿入してレンズ枠2を押さえ付けることにより、複数のレンズ1の光軸が一致し、しかもレンズ1の間隔を精度の良い状態で組み込むことができる。
【0026】
(実施の形態2)
図3は本発明の実施の形態2を示す。この実施の形態では、実施の形態1のプローブ13に代えて、レーザ側長機20,21が配置されている。また、レンズ1と上下の偏心測定手段10,12との間には、レーザ側長機20,21からの光線を反射してレンズ1に照射するハーフミラー22,23がそれぞれ配置されている。これらのレーザ側長機20,21及びハーフミラー22,23は加工機8に対するレンズ1の上下面1a、1bの光軸方向の位置を測定する位置測定手段として機能する。そして、レーザ側長機20,21が測定した位置データはデータ転送手段7に送出される。
【0027】
この実施の形態では、レンズ1が組み付けられたレンズ枠2をアライメントステージ3で保持し、偏心測定手段10,12によりレンズ1の上面1a及び下面1bの偏心量をそれぞれ測定し、その測定データを基にアライメントステージ3によりレンズ枠2のチルト・シフト調整を行い、レンズ1の光軸を主軸11の回転軸、すなわち加工機8の加工軸に一致させる。これによりレンズ枠2の外径面2aをレンズ1の光軸を基準にして加工することができる。
【0028】
次に、レーザ測長機20,21によりレンズ1の上面1a及び下面1bの加工機8に対する光軸方向の位置を測定する。そして、レンズ1の位置データ及びあらかじめ入力してあるレンズに関するデータをデータ転送手段7により加工機8に出力し、このデータに基づいてレンズ枠2の外径面2a及び上下の当て付け面2b、2cを加工する。これにより、レンズ1の光軸レンズ1の光軸方向の位置を基準にしてレンズ枠2を加工することができる。
【0029】
この加工の後、実施の形態1と同様に、複数のレンズ枠2をレンズ鏡筒9内に挿入し、押さえ環15によって押さえ付けて固定する。これにより、レンズ1の光軸が一致した状態で、しかもレンズ1の間隔を精度の良い状態で組み込むことができる。この実施の形態では、レンズ枠2をアライメントステージ3に取り付けた状態で全ての測定、加工ができるため、作業が容易で、かつ測定誤差も少なくなる。
【0030】
(実施の形態3)
この実施の形態では、実施の形態1の構成に加えて、内径測定手段31を設けるものである。内径測定手段31は測定ヘッド31aを備えており、この測定ヘッド31aをレンズ鏡筒9の収容部9a内に挿入することにより、レンズ鏡筒9の内径を測定する。そして、測定したレンズ鏡筒9の内径データは、データ転送手段に送出される。
【0031】
この実施の形態では、レンズ1の肉厚を肉厚測定機6により測定する。また、内径測定手段31によりレンズ鏡筒9の内径を測定する。そして、レンズ枠2をアライメントステージ3が保持し、偏心測定手段10,12によりレンズ1の上面1a及び下面1bの偏心量をそれぞれ測定し、その偏心データを基にアライメントステージ3によりレンズ枠2のチルト・シフト調整を行い、レンズ1の光軸を主軸11の回転軸、すなわち加工機8の加工軸に一致させる。これによりレンズ枠2の外径面2aをレンズ1の光軸を基準にして加工することができる。プローブ13の測定子13aをレンズ上面1aの中心に当接させて、加工機8に対するレンズ1の光軸方向の位置を測定する。
【0032】
そして、レンズ1の位置データ、レンズ1の肉厚データ、レンズ鏡筒9の内径データ及びあらかじめ入力してあるレンズに関するデータをデータ転送手段7から加工機8に出力し、これらのデータに基づいてレンズ枠2の外径面2a及び上下の当て付け面2b、2cを加工する。これにより、レンズ1の光軸及びレンズ1の光軸方向の位置を基準にしてレンズ枠2を加工することができる。
【0033】
この実施の形態によれば、実施の形態1に加えて、レンズ鏡筒9の内径を測定し、その内径データに基づいてレンズ枠2の外径面2aを加工するため、レンズ鏡筒9の内径の加工誤差をキャンセルすることができる。このため、さらに高精度に各レンズ1の光軸を一致させることができる。
【0034】
本発明は以上の実施の形態に限定されることなく、種々変形が可能である。例えば、レンズ枠2の外径面2aの精度が良好な場合には、加工機8はレンズ枠2の両端面の当て付け面2b、2cだけを加工しても良く、この場合にも光軸を一致させた状態でのレンズ鏡筒9への組み込みを行うことができる。
【0035】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、レンズの光軸が主軸に一致した状態で、レンズの光軸及びレンズの光軸方向の位置を基準としてレンズ枠の当て付け面を加工するため、レンズに肉厚の誤差があっても、複数のレンズの光軸を一致させた組み付け及びレンズの間隔を高精度に保持した組み付けを行うことができる。
【0036】
請求項2の発明によれば、請求項1記載の発明の効果を有するのに加えて、レンズ枠の外径面を加工するため、複数のレンズの光軸をレンズ鏡筒内で精度良く一致させることができる。
【0037】
請求項3の発明によれば、請求項2記載の発明の効果に加えて、レンズ鏡筒の内径データに基づいてレンズ枠の外径面の加工を行うため、レンズ鏡筒の内径に対する寸法が向上し、レンズ鏡筒内での複数のレンズの光軸をさらに高精度に一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の全体の側面図である。
【図2】レンズ鏡筒への組み込み状態を示す断面図である。
【図3】本発明の実施の形態2の全体の側面図である。
【図4】本発明の実施の形態3の全体の側面図である。
【図5】従来の加工装置を示す側面図である。
【符号の説明】
1 レンズ
2 レンズ枠
2a レンズ枠の外径面
2b、2c レンズ枠の当て付け面
3 アライメントステージ
6 肉厚測定手段
8 加工機
10,12 偏心測定手段
11 主軸
13 プローブ
Claims (3)
- レンズが組み付けられたレンズ枠を主軸が回転させると共に、加工機がレンズ枠の少なくとも両端面の当て付け面を加工する装置であって、前記レンズの肉厚を測定する肉厚測定手段と、前記加工機に対する光軸方向におけるレンズの位置を測定する位置測定手段と、光軸に対するレンズの偏心量を測定する偏心測定手段とを備え、前記加工機は、偏心測定手段からの偏心データに基づいてレンズの光軸を前記主軸に一致させ、この状態で、光軸方向におけるレンズの位置データ及びレンズの肉厚データに基づいてレンズ枠の両端面の当て付け面を加工することを特徴とするレンズ枠の加工装置。
- レンズ枠を保持すると共に前記偏心測定手段からの偏心データに基づいてレンズの光軸を前記主軸に一致させるステージをさらに備え、このステージがレンズの光軸を主軸に一致させた状態で、前記加工機が光軸方向におけるレンズの位置データ及びレンズの肉厚データに基づいてレンズ枠の外径面及びレンズ枠の両端面の当て付け面を加工することを特徴とする請求項1記載のレンズ枠の加工装置。
- レンズ枠が組み込まれるレンズ鏡筒の内径を測定する内径測定手段をさらに備え、前記ステージがレンズの光軸を主軸に一致させた状態で、前記加工機が光軸方向におけるレンズの位置データ及びレンズの肉厚データ及びレンズ鏡筒の内径データに基づいてレンズ枠の外径面及び両端面の当て付け面を加工することを特徴とする請求項2記載のレンズ枠の加工装置。
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