JPH05147110A - レンズ接合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レンズホルダを容易に交換でき、接合レンズ
の外径、曲率に応じてレンズホルダを自動で交換し、多
種類のレンズを接合する。 【構成】 レンズホルダ２の大径部２ａの外周面に、２
個の受動ローラ３と１個の能動ローラ４を当て付ける。
２個の受動ローラ３と１個の能動ローラ４は、正三角形
の頂点となる位置に設ける。他のレンズホルダは、全て
大径部の外径を同一とする。レンズホルダ搬送装置１５
は、レンズホルダ２を保持してレンズホルダ収容部と２
個の受動ローラ３の位置との間で往復する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学組立におけるレン
ズの接合を自動で行うレンズ接合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学系では２枚または３枚以上のレンズ
を接合して使用する場合がある。かかるレンズの接合作
業では、貼り合わせたレンズの光学的性能を確保するた
めに、各レンズの光軸を一致させて接合することが要求
される。この心出し接合作業を手動で行う場合、高度な
熟練を必要とし、また作業能率も悪いため、この作業を
自動化する様々な提案がなされている。従来の自動接合
心出し装置としては、例えば特願平２−８２８４４号に
おいて提案されている。この装置には、接合する２枚の
レンズをそれぞれ保持するレンズホルダが上下に同一軸
線上で対向配置されている。上レンズホルダには、上レ
ンズホルダを上記軸線から退避しかつ上下動するための
移動機構が一連に取り付けられている。また、下レンズ
ホルダを上記軸線を中心に回転するための回転機構が一
連に取り付けられている。さらに、レンズの心出し手
段、接着剤塗布手段および接着剤硬化手段が設けられて
いる。

【０００３】上記装置でレンズ接合を行う場合、下レン
ズホルダに保持したレンズ（下レンズ）の心出しを行っ
て下レンズに接着剤を塗布し、上レンズホルダに保持し
たレンズ（上レンズ）を下レンズと接合した後、上レン
ズホルダを退避して上レンズの心出しを行い、接着剤の
仮硬化を行う一連の工程を自動で行っている。そして、
前回に行ったレンズの外径と著しく異なるレンズを接合
する場合には、接合レンズに適合する上下レンズホルダ
に手動で交換している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記装置にあ
っては、上下レンズホルダを交換した場合、上下レンズ
ホルダ相互の位置関係が同軸となるように、その都度調
整する必要があり、他品種のレンズ接合を無人で連続し
て行うには適していなかった。また、下レンズホルダに
は回転機構が取付けられており、この回転中心とレンズ
ホルダの中心を一致させる調整が必要であり、交換に時
間がかかるとともに、自動で交換するも難しかった。

【０００５】本発明は、従来技術の問題点に鑑みなされ
たもので、レンズホルダを容易に交換可能な構造とし、
レンズホルダを自動で交換することによってレンズの外
径，曲面，凹凸が異なる多種類のレンズを連続して接合
できるレンズ接合装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のレンズ接合装置には、図１の概念図で示す
ように、下レンズ１を保持するレンズホルダ２が受動ロ
ーラ３と能動ローラ４により回転自在に保持されてい
る。レンズホルダ２は、下レンズ１を吸着するための吸
着孔５が中央に形成されている。レンズホルダ２の下部
２ａは大径に形成され、この下２ａの外周面に受動ロー
ラ３と能動ローラ４とを当てつけ、能動ローラ４に連結
したモータ６を回転してレンズホルダ２を回転するよう
になっている。下部２ａと下レンズ１の保持部は同軸と
なるように加工されている。このレンズホルダ２は、能
動ローラ３と受動ローラ４のみで保持し回転するため、
他の部位に締結されることなく、容易に着脱自在に設け
られている。そして、上記位置にレンズホルダ２はレン
ズホルダ搬送装置１５で搬送される。レンズホルダ２の
吸着孔５には、下レンズ１を吸着保持するレンズ吸着装
置７が接続されている。レンズホルダ２の上方には、レ
ンズホルダ２の回転軸上に下レンズ１の偏心を測定する
偏心測定手段８が配置され、下レンズ１の反射を利用し
て下レンズ１の曲率中心の位置を求めることができるよ
うになっている。また、レンズホルダ２の回転軸上に搬
入し、回転軸から退避自在なレンズ搬送装置９がレンズ
ホルダ２の上方に配置されている。図にあっては、下レ
ンズ１に接合する上レンズ１０を保持している。レンズ
ホルダ２で保持した下レンズ１の外周面に対向して心出
し装置１１が配置されている。心出し装置１１は、下レ
ンズ１の側面を押してレンズホルダ２上に位置を変えつ
つ心出しするもので、下レンズ１上に接合した上レンズ
１０の心出しを行うことができるように上下動自在に設
けられている。さらに、レンズホルダ２上の上方には、
偏心測定手段８の光路を妨げない位置に、下レンズ１に
接着剤を塗布する接着剤塗布装置１２と塗布した接着剤
を硬化する紫外線照射装置１３が配置されている。そし
て、上記モータ６，レンズ吸着装置７、偏心測定手段
８，レンズ搬送装置９，心出し装置１１，接着剤塗布装
置１２および紫外線照射装置１３が制御装置１４にそれ
ぞれ接続され、上記装置などの制御を行っている。図２
は、レンズホルダ２で下レンズ１と上レンズ１０を接合
した状態でを示す断面図である。

【０００７】

【作用】上記のように構成されたレンズ接合装置にあっ
ては、制御装置１３の指令により、レンズ搬送装置９
は、下レンズ１を保持してレンズホルダ２上に搬送し、
吸着装置７は、レンズホルダ２上で下レンズ１を吸着保
持する。受動ローラ３と能動ローラ４は、レンズホルダ
２を保持し、能動ローラ４がレンズホルダ２を回転す
る。このとき、レンズホルダ２のレンズ当接面とレンズ
ホルダ２の下部２ａの面は同軸に加工されているため、
下レンズ１の下面の曲率中心は回転軸上となる。この状
態で偏心測定手段８は、下レンズ１の上面の曲率中心の
回転軸に対する偏心を測定する。心出し装置１１は、下
レンズの上面の曲率中心と回転軸とを一致するように、
レンズホルダ２が停止しているときに下レンズ１の外周
面から押し、下レンズ１を移動して心出しする。そし
て、確認のためにレンズホルダ２を回転して再度心出し
状態をチェックし、心出しが行われていないときは、上
記心出し作業を反復する。この時、下レンズ１はホルダ
２に吸着されているが、下レンズ１はレンズホルダ２上
で滑るため、心出し作業には影響はない。次に、下レン
ズ１の上に、接着剤塗布装置１２が紫外線硬化型接着剤
を適量塗布する。このあと、上レンズ１０をレンズ搬送
装置９で接着剤を塗布した下レンズ１にゆっくり接触さ
せて接合し、レンズホルダ２を能動ローラ４で回転させ
ながら、偏心測定手段８を用いて上レンズ１０の上面の
曲率中心、回転軸に対する偏心を測定して、曲率中心が
回転中心に来るように心出し装置１１で、上レンズ１０
の側面を押して心出しをする。この時、下レンズ１はレ
ンズ吸着装置７でレンズホルダ２に吸着されているため
動かず、上レンズ１０のみが接着剤の粘性に抗して移動
する。上レンズ１０の心出しが完了した状態で紫外線照
射装置１３により接合面に紫外線を照射して接着剤を仮
硬化する。これにより、２枚のレンズ１，１０の曲率中
心はレンズホルダ２の回転中心上に並び、各レンズ１，
１０の光軸が一致した状態で接合される。以下、同様の
手順を繰り返すことによって、３枚以上のレンズの心出
し接合作業を行うことが可能である。

【０００８】

【実施例１】図３は、本発明に係るレンズ接合装置の実
施例１を示す斜視図である。本実施例のレンズ接合装置
２０には、２本のレール２１が所要間隔を有して平行か
つ水平に設けられている。２本のレール２１上には移動
板２３が渡架され、移動板２３にはレール２１の長手方
向に移動自在に設けられるとともに、レール２１の両端
と中間の位置で図示しない進退するストッパで停止し、
正確な位置を再現して位置決めされるようになってる。
この中間の停止位置には、停止した移動板２３の側面外
に位置するように、能動ローラ２４が２本のレール２３
間に配置されている。

【０００９】能動ローラ２４は、モータ２５の回転軸の
先端に取り付けられており、モータ２５の下端に取り付
けたシリンダ２６によりモータ２５とともに上下動自在
に設けられている。すなわち、能動ローラ２４は上昇位
置で移動板２３の上方に移動し、加工位置で移動板２３
の下方に移動して移動板２３がレール２１上を移送する
のを干渉しないようになっている。

【００１０】移動板２３上には、上記能動ローラ２４と
協働してレンズホルダ２７の回転位置を規制するととも
に、レンズホルダ２７を回転自在に保持する２個の受動
ローラ２８が配置されている。２個の受動ローラ２８と
能動ローラ２４は、正三角形の各頂点となる位置に配置
されており、２個の受動ローラ２８と能動ローラ２４が
レンズホルダ２７の下部２７ａと当接し、能動ローラ２
４の回転によりレンズホルダ２７が回転する。なお、受
動ローラ２８は、３等分のうちの２ケ所に限られず、能
動ローラ２４と対向して２ケ所で受けるようにすると、
各ローラ間を１２０度に限定する必要はない。また、移
動板２３上には、レンズホルダ２７上に保持した下レン
ズ２９に接合する上レンズ３０を載置する上レンズ用ヤ
トイ３１が配置されている。

【００１１】移動板２３の上方には、レンズホルダ２７
に保持した下レンズ２９の外周面に臨ませて３個の心出
し装置３２が支持板３３上に固設され、下レンズ２９を
３方向から押して心出しし得るようになっている。支持
板３３はシリンダ３４のシリンダロッドに固着され、心
出し装置３２を下レンズ２９上の上レンズ３０の外周面
に臨ませるべく、上下動自在に設けられている。そし
て、移動板２３がレール２１上を移動する際には、移動
の妨げとならないように、心出し装置３２を上方に退避
できるようになっている。上記レンズホルダ２７は、下
端に大径部２７ａが形成されると共に、中心に通孔が形
成されている。この通孔にはレンズ吸着装置３５が接続
されて、レンズ吸着装置３５によりレンズホルダ２７上
で下レンズ２９を吸着保持し得るようなっている。

【００１２】移動板２３の中間停止位置の上方には、レ
ンズホルダ２７の回転中心軸と一致して、レンズホルダ
２７上の下レンズ２９あるいは上レンズ３０の曲率中心
の位置をレンズ面からの反射光によって測定する偏心測
定装置３６が配置されている。

【００１３】レール２１の近傍には、レンズ３７（下レ
ンズ２９および上レンズ３０）を収納するレンズトレイ
３８と各種のレンズホルダ３９を収納するレンズホルダ
トレイ４０が配置されている。レンズトレイ３８および
レンズホルダトレイ４０上には、ＸＹロボット４１が配
置されている。ＸＹロボット４１には、レンズ搬送装置
４２とレンズホルダ搬送装置４３が取り付けられ、レン
ズ搬送装置４２はレンズトレイ３８内のレンズ３７を吸
着保持し、レンズホルダ搬送装置４３はレンズホルダヤ
トイ４０内のレンズホルダ３９を把持して、その受動ロ
ーラ２８と能動ローラ２４間の移動板２３上にレンズホ
ルダ３９を搬送し、あるいはレンズホルダ３９上に下レ
ンズ２９およびレンズヤトイ上に上レンズ３０を搬送し
得るようになっている。さらに、レンズホルダ搬送装置
４３は、移動板２３上のレンズホルダ２７をレンズホル
ダトレイ４０内に戻し、接合された接合レンズをレンズ
トレイ３８内に戻すことができる。なお、レンズホルダ
搬送装置４３により搬送されるレンズホルダ２７は、そ
の大径部２７ａが全て同一径に形成されている。

【００１４】レール２１の一方の端にはモータ４４とモ
ータ４５によって上下左右に移動可能に保持された接着
剤塗布装置４６と接着装置４７が設置されている。接着
剤塗布装置４６は、レール２１上を移動してきた移動板
２３上のレンズホルダ２７上の下レンズ２９に適量の接
着剤を滴下するためのものである。接着装置４７は、移
動板２３上に設けた上レンズ用ヤトイ３１上に載置した
レンズ３０を吸着パット４８を介して吸着保持して横に
移動し、下レンズ２９の真上から上レンズ３０をゆっく
り近づけて接着する機能をもっている。また、紫外線硬
化型接着剤を硬化させるため、紫外線照射装置４９が心
出し装置３２の上の偏心測定装置３６の光路を妨げない
位置に設けられている。

【００１５】次に、本実施例の作用について説明する。
図３において、移動板２３がもっとも右側にある状態
で、ＸＹロボット４１のレンズ搬送装置４２によって、
上レンズ３０・下レンズ２９をそれぞれ移動板２３の上
にあるレンズホルダ２７・上レンズ用ヤトイ３１に載置
する。次にレール２１上を移動して、移動板２３を中間
停止位置よりわずかにオーバーしたところで停止させ、
モータ２６と能動ローラ２４を上昇せしめるとともに、
移動板２３をバックして位置決めし、能動ローラ２４を
レンズホルダ２７に当てつけレンズホルダ２７を回転さ
せ、偏心測定装置３６により下レンズ２９上面の回転軸
に対する偏心を測定する。心出し装置３２を下レンズ２
９を側面から押せる高さに合わせて下レンズ２９の側面
を押して、下レンズ２９の上面の曲率中心が回転中心に
一致するように心出し装置３２で心出しをする。この状
態でレンズホルダ２７の通孔からレンズ吸着装置３５で
吸引して下レンズ２９を吸着保持する。

【００１６】次に、移動板２３を図３の一番左の端に位
置決めして、接着剤塗布装置４６で下レンズ２９に接着
剤を適量塗布し、接着装置４７により、上レンズ用ヤト
イ３１の上レンズ３０を吸着パット４８で吸着保持して
持ち上げ、下レンズ２９の上に移動した後上レンズ３０
を降ろして両レンズ２９，３０を接着する。ここで再び
移動板２３を中間停止位置に位置決めして、心出し装置
３２の高さを上レンズ３０の側面に合わせて、レンズホ
ルダ２７を回転させて偏心測定装置３６で上レンズ３０
の上面の回転軸に対する偏心を測定する。次に偏心測定
装置３６で上レンズ３０の上面の曲率中心が、回転中心
にくるように心出し装置３２によって心出しをする。上
レンズ３０の心が出たところで紫外線照射装置４９で紫
外線を接合面に照射して、接着剤を硬化させる。最後
に、移動板２３を図３の一番手前に位置決めして、接合
の終わったレンズをレンズ搬送装置４２によりレンズヤ
トイトレイ３８に戻して接合作業を終わる。

【００１７】接合しようとするレンズの種類が変わった
時は、そのレンズの外径によって、口径が数種類用意し
てあるレンズホルダ１３のうちの適当なものを、ＸＹロ
ボット２７のレンズホルダ搬送装置２５により、現在移
動板２３に載っているものと交換する。この際、受動ロ
ーラ２８の２個の周面、レンズホルダ２７の大径部２７
ａを接触させるように置き、能動ローラ２４で押して位
置出しする。これらの各動作は、図には表さないが、制
御装置によって制御されている。本実施例によれば、多
種類の径のレンズの接合に対応するため多種類のレンズ
ホルダを自動で容易に交換することができる。

【００１８】

【実施例２】図４は、本発明に係るレンズ接合装置の実
施例２を示す斜視図である。本実施例のレンズ接合装置
５０には、上レンズ５１と下レンズ５２がそれぞれ上レ
ンズトレイ５３と下レンズトレイ５４に並べられてい
る。装置５０の中央にはインデックステーブル５５が回
転自在に設けられ、インデックステーブル５５上の外周
部には、レンズ５２を受ける部分の口径が異なったレン
ズホルダ５６が複数個載置されている。それぞれのレン
ズホルダ５６は２個の受動ローラ５７に当てつけられて
位置が決められており、インデックステーブル５５が回
転することによって、外周の１ケ所に設けられた心出し
装置５８の所の同一の位置に位置決めされる。心出し装
置５８の位置に位置決めされたレンズホルダ５６は、回
転機構を構成するモータ５９とモータ５９によって駆動
される能動ローラ６０によって、受動ローラ５７に当て
つけられながら回転させられる。レンズホルダ５６の中
央の通孔に連結したレンズ吸着装置６１で下レンズ５３
を吸着することができる。上レンズ５１，下レンズ５２
は水平多関節型の双腕ロボット６２の両腕に取り付けら
れたレンズ搬送装置６３，６４によって、それぞれ上レ
ンズトレイ５３，下レンズトレイ５４と心出し装置５８
の位置に位置決めされたレンズホルダ５６上との間で搬
送される。心出し装置５８の上部には被接合レンズ（下
レンズ５２）に紫外線硬化型接着剤を塗布するための接
着剤塗布装置６５と、接着剤に紫外線を照射するための
紫外線照射装置６６が設置されている。また、心出し装
置５８の位置に位置決めされたレンズホルダ５６の中心
軸の軸上の上方には、下レンズ５１と上レンズ５２の偏
心を測定するための偏心測定装置６７が設置されてい
る。

【００１９】次に、実施例２の作用について説明する。
図４において、下レンズトレイ５４に載せられた下レン
ズ５２をロボット６２の一方の腕に取り付けられたレン
ズ搬送装置６４によって保持し、心出し装置５８の位置
に位置決めされたレンズホルダ５６上に載せる。レンズ
ホルダ５６上の下レンズ５２は、レンズ吸着装置６１に
よって吸着される。レンズホルダ５６をモータ５９に取
付けた能動ローラ６０で受動ローラ５７に当て付けなが
ら回転させて、偏心測定装置６７で下レンズ５２の上面
の回転軸に対する偏心を測定する。この偏心が０になる
ように心出し装置５８で下レンズ５２の側面を３方向か
ら押して心出しをする。

【００２０】次に、ロボット６２に取付けた接着剤塗布
装置６５で適量の接着剤を塗布する。ロボット６２のも
う一方の腕に取付けられたレンズ搬送装置６３で上レン
ズ５１を吸着して、接着剤を塗布した下レンズ５２の上
から静かに接触させ接着する。再びレンズホルダ５６を
モータ５９に取付けた能動ローラ６０で上レンズ５１の
上面の回転軸に対する偏心を測定する。この偏心が０に
なるように心出し装置５８で上レンズ５１の側面を３方
向から押して心出しをする。心が出た状態で、紫外線照
射装置６６で紫外線を照射して接着剤を硬化させる。被
接合レンズの外径が著しく異なるレンズを接合するとき
には、インデックステーブル５５を回転させて適当な口
径のレンズホルダ５６を心出し機構のところに位置決め
して、上記と同様の動作をすることによって、広範囲な
外径のレンズの心出しをすることができる。これらの動
作は図に示されていない制御装置によって制御される。

【００２１】本実施例によれば、実施例１に比べレンズ
５１，５２の搬送や接合作業をロボット６２のみで行う
ため、接着剤塗布や接合、またレンズホルダ５６の搬送
装置など特別な機構が省けるため、全体として機構が簡
単になる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、接合するレンズの外径
や曲率に応じて、複数のレンズホルダの中から最適なも
のを選んで自動で交換することにより、多種類のレンズ
を１台の機械で連続して接合することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレンズ接合装置の概念図である。

【図２】レンズホルダ上で上下レンズを接合した状態の
断面図である。

【図３】本発明に係るレンズ接合装置の実施例１を示す
斜視図である。

【図４】本発明に係るレンズ接合装置の実施例２を示す
斜視図である。

【符号の説明】

１，２９，５２ 下レンズ ２，２７，５６ レンズホルダ ３，２８，５７ 受動ローラ ４，２４，６０ 能動ローラ ６，２５，５９ モータ ７，３５，６１ レンズ吸着装置 ８，３６，６７ 偏心測定装置 ９，４２，６３，６４ レンズ搬送装置 １０，３０，５１ 上レンズ １１，３２，５８ 心出し装置 １２，４６，６５ 接着剤塗布装置 １３，４９，６６ 紫外線照射装置 １４ 制御装置 １５，４３ レンズホルダ搬送装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のレンズの光軸を一致させて接合す
   るレンズ接合装置において、レンズを保持する回転自在
   かつ交換自在なホルダと、レンズホルダを回転する回転
   機構と、レンズホルダにレンズを搬送するレンズ搬送装
   置と、レンズホルダでレンズを保持するレンズ吸着装置
   と、レンズホルダに保持したレンズの偏心を測定する偏
   心測定装置と、レンズホルダのレンズの心出しを行う心
   出し装置と、レンズホルダで保持したレンズに接着剤を
   塗布する接着剤塗布装置と、上記接着剤を硬化する紫外
   線照射装置と、レンズホルダをレンズの種類に応じて交
   換するレンズホルダ交換装置と、上記各部の動きを制御
   する制御装置とからなることを特徴とするレンズ接合装
   置。