JPH06206156A - メニスカスレンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 量産性を向上させることができるとともに、
偏芯の虞れを防止でき、且つ、作業時間の短縮を図るこ
とのできるメニスカスレンズの製造方法を提供する。 【構成】 ガラス材料をプレス加工して凸面が非球面で
反対側の他面が平坦なほぼ平凸レンズをプレス成形す
る。次に、この平凸レンズを芯決めホルダー３の内部に
嵌入し、上型３０のレンズ押さえ３０ｂに、平凸レンズ
の平坦な他面を重合するとともに、平凸レンズの非球面
の周縁部に、レンズ光軸固定部３１ｂを当接させて非球
面の光軸を固定し、非球面の光軸と芯決めホルダー３の
中心部とを合致させる。然る後、平凸レンズの他面を球
面加工して球面にするとともに、この球面の芯と非球面
の光軸とを一致させてメニスカスレンズ２を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、膨出した凸面が非球面
レンズで凹んだ反対側の凹面が球面レンズのメニスカス
レンズの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】１枚構成のレンズは一般に単レンズと呼
ばれる。この単レンズは、図４（ａ）、（ｂ）に示す如
く、その形状を基準にして、膨出した両面が球面レンズ
の両凸レンズ１や、膨出した凸面が非球面レンズで凹ん
だ反対側の凹面が球面レンズのメニスカスレンズ２等に
分類される。これら両凸レンズ１やメニスカスレンズ２
は、下記に述べるプレス加工、又は、高精度の切削加工
により製造される。

【０００３】即ち、図４（ａ）の両凸レンズ１は、プレ
ス加工法で製造される場合には、加熱状態下のガラス材
料が上型と下型とでプレスされることにより、短時間で
一発成形される。

【０００４】一方、高精度の切削加工法で製造される場
合には、先ず、切り出し工程でガラス材料がダイヤモン
ドカッター等で適当な大きさに切り出される。次いで、
丸め工程で切り出された四角いガラス材料がグラインダ
等で丸めて加工し易くされる。次いで、砂かけ工程で外
形の丸いガラス材料が横ぶり研磨機と目の荒い砂との使
用でレンズ形状に形成される。次いで、研磨工程でレン
ズ形状のガラス材料が横ぶり研磨機と研磨液との使用で
光が通過するレンズに研磨される。そして、芯取り工程
で出来上がったレンズの光軸が機械的に出され光軸と外
形寸法の中心部（芯）とが一致するよう丸め直される。
然る後、増透工程でレンズの表面に反射防止用のコーテ
ィングが施され透過率の向上が図られる。

【０００５】これに対し、図４（ｂ）のメニスカスレン
ズ２は、プレス加工法で製造される場合には、先ず、加
熱状態下のガラス材料が上型と下型とでプレスされるこ
とにより、一面が非球面で他面が平坦面の平凸レンズ２
Ａに成形される（図５（ａ）参照）。そして、平坦な他
面が高価で高精度の特殊工作機（図示せず）を使用する
砂かけ工程、該特殊工作機を使用する研磨工程、芯取り
工程、及び増透工程を順次経て球面に加工される（図５
（ｂ）参照）。

【０００６】他方、高精度の切削加工法で製造される場
合には、切り出し工程、丸め工程、及び高価で高精度の
特殊工作機を使用する研磨工程を順次経て長時間かけて
製造される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のメニスカスレン
ズは、以上のような方法で製造されているので、以下に
示す数々の問題点があった。

【０００８】先ず、ガラス材料をプレスしてレンズを成
形する製造方法においては、ガラスモールドレンズが両
凸レンズ１であることが量産の絶対条件となる。従っ
て、ガラス材料をプレスしてメニスカスレンズ２を成形
する上記製造方法では、プレスでレンズの一面を非球面
レンズに短時間のうちに成形できる反面、製造条件が非
常に厳しいので、他面を球面レンズにプレス成形するこ
とができないという欠点があった。

【０００９】換言すれば、従来の技術では、メニスカス
レンズ２の両面をガラスプレスモールド法のみだけで成
形し得ず、そのため非常に手間がかかり、量産性の向上
が図れなかった。

【００１０】さらに、メニスカスレンズ２は、非球面だ
けで光軸が決定してしまうので、プレスの後に平坦な他
面に通常の芯取り作業を施すと、非球面と球面との光軸
がずれて偏芯してしまい、芯取り工程が丸め工程にしか
ならないという欠点があった。

【００１１】尚、非球面だけで光軸が決定してしまうの
は、非球面が複数の球面の和であるという理由に基づ
く。即ち、レンズの一面が非球面だとすると、それだけ
で光軸が決定してしまうこととなる。従って、レンズの
他面が球面の場合、その球面の曲率中心の位置を正しく
その光軸上に来るように加工する必要がある。これは、
非球面レンズでは、偏芯の精度をレンズ単体として十二
分に出す必要性があることと、芯に誤差を持つレンズで
は組み立て時に調整しようとしても、なかなか思い通り
の性能を持つレンズ系にならないことを意味する。

【００１２】また、従来の切削加工法では、作業の工程
数を減少させることができるが、高価で高精度の特殊工
作機を使用して長時間かけて研磨加工しなければならな
いので、プレス加工以上の作業時間を要し、作業の著し
い遅延を防止できなかった。

【００１３】さらに、切削加工法においては、非球面を
研磨加工した後に球面を研磨加工するが、上記と同様に
非球面だけで光軸が決定してしまうので、球面の研磨加
工に際し、非球面と球面との光軸がずれて偏芯してしま
うという欠点があった。

【００１４】上記諸問題の解消のため、ガラスからプラ
スチックへの材料の変更が考えられるが、プラスチック
のメニスカスレンズ２では熱変形で光学特性が安定しな
いので、使用に全く向かなかった。

【００１５】本発明は上記に鑑みなされたもので、量産
性を向上させることができるとともに、偏芯の虞れを防
止でき、しかも、作業時間の短縮を図ることのできるメ
ニスカスレンズの製造方法を提供することを目的として
いる。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明においては上述の
目的を達成するため、ガラス材料をプレス加工して凸面
が非球面で反対側の他面が平坦なほぼ平凸形のレンズを
成形し、次いで、このレンズを芯決めホルダーの内部に
嵌入して該非球面の光軸と芯決めホルダーの中心部とを
合致させ、然る後、レンズの他面を加工して球面にする
とともに、この球面の芯と該非球面の光軸とを一致させ
るようにして製造するようにしている。

【００１７】また、本発明においては上述の目的を達成
するため、上記芯決めホルダーを上型と下型とから構成
し、該上型を、ほぼ蓋形の本体上部に貫通して穿設され
た加工用孔と、該本体の内部天井に設けられ加工用孔の
周縁部に位置してレンズの他面周縁部に重合するレンズ
押さえと、該本体の内周面下部に設けられた螺子溝と、
該本体の内周面上部に設けられたインローとから構成す
るようにしている。

【００１８】さらに、本発明においては上述の目的を達
成するため、上記芯決めホルダーを上型と下型とから構
成し、該下型を、ほぼ有底円筒形の本体下部に貫通して
穿設された偏芯確認孔と、該本体の内周面上部に設けら
れレンズの非球面の周縁部に当接して当該非球面の光軸
を固定するレンズ光軸固定部と、該本体の外周面下部に
設けられ螺子溝と螺合する螺子と、該本体の外周面上部
に設けられ上型のインローと嵌合してガタを防止するイ
ンローとから構成するようにしている。

【００１９】

【作用】上記構成を有する本発明によれば、芯決めホル
ダーのレンズ押さえにレンズの平坦な他面を重合すると
ともに、レンズの非球面の周縁部にレンズ光軸固定部を
当接させて非球面の光軸を固定するので、レンズの非球
面における光軸を芯決めホルダーの中心部に合致させる
ことができる。

【００２０】従って、この状態でレンズの平坦な他面を
球面加工し、球面の芯と非球面の光軸とを一致させれ
ば、レンズの非球面の芯と球面の芯とのずれを確実に修
正することが可能になる。

【００２１】また、プレス加工方法と高精度の切削加工
方法の長所をそれぞれ採用するので、偏芯の虞れを排除
できるだけではなく、メニスカスレンズの量産性を向上
させることができるとともに、作業工程や作業時間の短
縮を図ることができる。

【００２２】

【実施例】以下、図１乃至図３に示す一実施例に基づき
本発明を詳説する。

【００２３】本発明に係るメニスカスレンズの製造方法
は、先ず、プレス加工でガラス材料を平凸レンズ２Ａに
成形し、次に、この平凸レンズ２Ａを特殊な芯決めホル
ダー３に嵌入し、その後、平凸レンズ２Ａの他面を球面
加工で凹面にしてメニスカスレンズ２を製造するように
している。

【００２４】上記芯決めホルダー３は、図１や図３
（ａ）、（ｂ）に示す如く、上型３０と下型３１とから
構成され、後述する上型３０のレンズ押さえ３０ｂ、下
型３１のレンズ光軸固定部３１ｂ、及び下型３１の下面
が０．００５以下の平行度で管理・構成されている。

【００２５】下面が開口した上型３０は、図３（ａ）に
示す如く、メニスカスレンズ２よりも大きい平面ほぼ円
形の蓋形に構成され、その平坦な上部には、加工用孔３
０ａが縦貫して穿設されており、この加工用孔３０ａを
貫通して図示しないグラインダや研磨機等が平凸レンズ
２Ａの平坦な他面を球面加工するようになっている。

【００２６】また、上型３０の内部天井には、加工用孔
３０ａの周縁部に位置するほぼリング状のレンズ押さえ
３０ｂが凹設され、このレンズ押さえ３０ｂに、平凸レ
ンズ２Ａの平坦な他面周縁部が位置決めされて重合する
ようになっている。

【００２７】そして、上型３０の内周面は、その下部が
拡径に構成されるとともに、この下部には螺子溝３０ｃ
が螺刻されている。さらに、上型３０の内周面上部は、
受口の作用を営むインロー３０ｄに形成されている。

【００２８】然して、上型３０の加工用孔３０ａ、レン
ズ押さえ３０ｂ、及びインロー３０ｄの上部は、図３
（ａ）に示す如く、ほぼ階段状に連続した構造を露呈し
ている。

【００２９】これに対して、下型３１は、図３（ｂ）に
示す如く、上型３０よりも小さいほぼ有底円筒形に構成
され、その平坦な下部の中心部には、加工用孔３０ａよ
りも小径の偏芯確認孔３１ａが縦貫して穿設されてお
り、この偏芯確認孔３１ａを使用して作業中、或いは、
作業後にメニスカスレンズ２の偏芯を確認できるように
なっている。

【００３０】下型３１の内周面上部は、レンズ光軸固定
部３１ｂに形成され、このレンズ光軸固定部３１ｂが平
凸レンズ２Ａの非球面の周縁部に当接して当該非球面の
光軸を固定する作用を営む。

【００３１】そして、下型３１の外周面下部は、突出し
た拡径に構成されるとともに、この下部には螺子３１ｃ
が螺刻され、この螺子３１ｃが上型３０の螺子溝３０ｃ
と相互に螺合して締結作用を営む。さらに、下型３１の
外周面上部は、インロー３１ｄに形成され、このインロ
ー３１ｄが上型３０のインロー３０ｄと相互に密嵌して
上型３０と下型３１のガタを防止するようになってい
る。

【００３２】然して、芯決めホルダー３は、その内部に
平凸レンズ２Ａを収納し、上型３０のレンズ押さえ３０
ｂに、平凸レンズ２Ａの平坦な他面が重合され、平凸レ
ンズ２Ａの非球面の周縁部に，レンズ光軸固定部３１ｂ
が当接することにより、平凸レンズ２Ａの非球面におけ
る光軸と芯決めホルダー３の中心部、換言すれば、加工
線とが自然に合致する。

【００３３】従って、メニスカスレンズ２を製造するに
は、先ず、既存のプレス機を使用したプレス加工で、加
熱状態下のガラス材料を一面が凸の非球面で反対側の他
面が平坦な平凸レンズ２Ａにプレス成形する（図１及び
図５（ａ）参照）。

【００３４】このプレス成形で、平凸レンズ２Ａは、短
時間のうちにプレス成形され、その上下の光軸が出され
ることとなる。但し、プレス成形時における型の微妙な
横ズレ・変形に伴い、平坦面の芯は、非球面の芯からず
れて偏芯した状態となる。

【００３５】尚、上記プレス加工には、周知のプレス機
やプレス方法が採用される。

【００３６】次いで、この平凸レンズ２Ａを上型３０の
内部に嵌入して平凸レンズ２Ａの平坦な他面をレンズ押
さえ３０ｂに重合し、上型３０に下型３１を手動操作で
螺締めする。

【００３７】すると、上型３０の螺子溝３０ｃと下型３
１の螺子３１ｃとが相互に螺合するとともに、上型３０
のインロー３０ｄと下型３１のインロー３１ｄとが相互
に重合・密嵌して上型３０と下型３１のガタを未然に防
止する。

【００３８】こうして、平凸レンズ２Ａは、図１に示す
如く、芯決めホルダー３の内部に水平状態で収納され
る。この際、上型３０のレンズ押さえ３０ｂに、平凸レ
ンズ２Ａの平坦な他面が隙間無く重合し、且つ、平凸レ
ンズ２Ａの非球面の周縁部に、レンズ光軸固定部３１ｂ
が当接して非球面の光軸を固定する作用を営むので、平
凸レンズ２Ａの非球面における光軸が芯決めホルダー３
の中心部、換言すれば、加工線と自然に合致することと
なる。

【００３９】然してその後、上型３０の加工用孔３０ａ
に図示しない周知のグラインダや研磨機等を挿入して平
凸レンズ２Ａの平坦な他面に砂かけ作業、研磨作業、及
び最終研磨作業を順次施して球面加工し、球面の芯を非
球面の光軸に一致させれば良い。

【００４０】すると、上型３０の仕上がり精度が平凸レ
ンズ２Ａの平坦な他面に転写されるので、ずれていた平
凸レンズ２Ａの非球面の芯と球面の芯とは、そのずれが
確実に修正されることとなる（図２参照）。

【００４１】尚、砂かけ作業を行う砂かけ工程段階で、
平凸レンズ２Ａの球面の芯は、その大部分が位置決定さ
れる。従って、研磨作業や最終研磨作業を行う研磨工程
段階、及び最終研磨工程段階では、平凸レンズ２Ａの球
面を光沢面に研磨するだけで、メニスカスレンズ２の非
球面の芯と球面の芯との芯ずれを抑制・防止することが
できる。

【００４２】また、偏芯確認孔３１ａを覗けば、作業
中、或いは、作業後にメニスカスレンズ２の偏芯を容易
に確認することができる。

【００４３】以上の作業を順次行うことにより、メニス
カスレンズ２を容易に製造することが可能となり、この
メニスカスレンズ２を図示しないビデオ鏡胴等に嵌着す
ることができるようになった。

【００４４】上記製造方法によれば、上型３０のレンズ
押さえ３０ｂに、平凸レンズ２Ａの平坦な他面が隙間無
く重合し、且つ、平凸レンズ２Ａの非球面の周縁部に、
レンズ光軸固定部３１ｂが当接して非球面の光軸を固定
するので、平凸レンズ２Ａの非球面における光軸が芯決
めホルダー３の中心部、換言すれば、加工線と自然に合
致するようになる。

【００４５】従って、この状態で、上型３０の加工用孔
３０ａにグラインダや研磨機等を挿入し、平凸レンズ２
Ａの平坦な他面に砂かけ作業、研磨作業、及び最終研磨
作業を順次施して球面加工すれば、レンズ押さえ３０ｂ
やレンズ光軸固定部３１ｂの仕上がり精度が平凸レンズ
２Ａの平坦な他面に転写されることとなるので、平凸レ
ンズ２Ａの非球面の芯と球面の芯とのずれを確実に修正
することができる。

【００４６】また、従来から採用されているプレス加工
方法と高精度の切削加工方法との長所をそれぞれ採用し
ているので、偏芯の虞れを防止できるだけではなく、メ
ニスカスレンズ２の量産性を向上させることができると
ともに、作業工程や作業時間の短縮が可能となる。さら
に、高価で高精度の特殊工作機を使用しないので、製造
コストの大幅な低減が期待できる。

【００４７】尚、上記実施例では、凹型のメニスカスレ
ンズ２を製造するものを示したが、凸型のメニスカスレ
ンズ２の製造にも適用することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ガラスモ
ールド＋球面研磨レンズのコストレベルで、レンズの非
球面の芯と球面の芯とのずれを確実に修正することが可
能になるという顕著な効果がある。

【００４９】さらに、偏芯の虞れを容易に排除できるだ
けではなく、メニスカスレンズの量産性を大幅に向上さ
せることができるとともに、作業工程や作業時間の著し
い短縮が可能になるという格別の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る芯決めホルダーに未完成のメニス
カスレンズを収納した状態を示す説明図である。

【図２】本発明に係る芯決めホルダーにメニスカスレン
ズを収納して加工した状態を示す説明図である。

【図３】本発明に係るメニスカスレンズの製造方法にお
ける芯決めホルダーを示す説明図である。

【図４】両凸レンズとメニスカスレンズとを示す説明図
である。

【図５】従来のプレス加工方法で製造したメニスカスレ
ンズを示す説明図である。

【符号の説明】

２…メニスカスレンズ、２Ａ…平凸レンズ、３…芯決め
ホルダー、３０…上型、３０ａ…加工用孔、３０ｂ…レ
ンズ押さえ、３０ｃ…螺子溝、３０ｄ…インロー、３１
…下型、３１ａ…偏芯確認孔、３１ｂ…レンズ光軸固定
部、３１ｃ…螺子、３１ｄ…インロー。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス材料をプレス加工して凸面が非球
   面で反対側の他面が平坦なほぼ平凸形のレンズを成形
   し、次いで、このレンズを芯決めホルダーの内部に嵌入
   して該非球面の光軸と芯決めホルダーの中心部とを合致
   させ、然る後、レンズの他面を加工して球面にするとと
   もに、この球面の芯と該非球面の光軸とを一致させるよ
   うにして製造することを特徴とするメニスカスレンズの
   製造方法。
2. 【請求項２】 上記芯決めホルダーは上型と下型とから
   構成されていて、該上型は、ほぼ蓋形の本体上部に貫通
   して穿設された加工用孔と、該本体の内部天井に設けら
   れ加工用孔の周縁部に位置してレンズの他面周縁部に重
   合するレンズ押さえと、該本体の内周面下部に設けられ
   た螺子溝と、該本体の内周面上部に設けられたインロー
   とを備えたことを特徴とする請求項１記載のメニスカス
   レンズの製造方法。
3. 【請求項３】 上記芯決めホルダーは上型と下型とから
   構成されていて、該下型は、ほぼ有底円筒形の本体下部
   に貫通して穿設された偏芯確認孔と、該本体の内周面上
   部に設けられレンズの非球面の周縁部に当接して当該非
   球面の光軸を固定するレンズ光軸固定部と、該本体の外
   周面下部に設けられ螺子溝と螺合する螺子と、該本体の
   外周面上部に設けられ上型のインローと嵌合してガタを
   防止するインローとを備えたことを特徴とする請求項１
   記載のメニスカスレンズの製造方法。