JPH0699331A

JPH0699331A - レンズ芯出し装置

Info

Publication number: JPH0699331A
Application number: JP27518992A
Authority: JP
Inventors: Hideo Yoshioka; 秀雄吉岡; Norimitsu Nagayama; 典光永山
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-09-19
Filing date: 1992-09-19
Publication date: 1994-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】レンズに歪や破損の原因となるような過大な
応力を加えずに、しかもレンズの曲率半径に制約されず
に高精度の芯出しを可能とし、さらにレンズ表面の空間
を占めることのないレンズ芯出し装置を提供することを
目的とする。【構成】放射状でかつ等角に進退するよう備えられた
複数のテーブル６の先端部に弾性部材７を備え、上記テ
ーブル６を放射状に進退させ、上記弾性部材７をレンズ
の外周に当接させてたわませ、その復原力にてレンズ１
００の外周を押圧して芯出しをする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、芯出し作業を必要とす
る光学素子製造装置における、レンズ芯出し装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光学素子の製造工程中には、レンズの芯
出しが必要となる場合がある。例えば、レンズ同士を接
合する場合や、ガラスレンズ表面に樹脂をコートして非
球面レンズを成形する場合などである。このような場合
にはレンズ同士、又は金型とレンズとの光学芯を正確に
合わせなければならない。かかる場合に使用するレンズ
芯出し装置としては、従来、次のような技術が知られて
いる。

【０００３】第一の技術は、３点爪のスクロールチャッ
クでレンズ外周を保持して芯出しを行うもので、例えば
特開平１−３２５７０３号公報にはタイミングベルトを
介してトルクモータで開閉駆動されるスクロールチャッ
クが開示されている。

【０００４】また第二の技術は、ベルクランプでレンズ
両面を挟持して芯出しを行うもので、例えば特開昭６２
−２２７７１１号公報では、図８に示す如く、ベルヤト
イ１０１、１０２により球面ガラスレンズ１０３を挟持
して芯出しを行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のレン
ズ芯出し装置では、以下の問題点があった。上記第一の
技術では、チャックの把握力を微妙に制御するのが難し
く、ツメの「食いつき」やレンズの歪・破損を生ずる欠
点があった。これは、駆動部の摩擦トルクが大きいため
動作に軽快性を欠くことや、潤滑剤粘度の温度依存性に
より駆動トルクの制御が困難であるという理由によるも
ので、その解決は困難である。

【０００６】また上記第二の技術では、一定範囲の曲率
半径のレンズしか芯出しすることができないという欠点
があった。ベルクランプによる芯出しでは、曲率半径が
小さいほど、またクランプのホルダー半径が大きいほど
芯出し精度が高くなる。そして、芯出しの可否は次に示
すＺ値が目安となる。Ｚ＝｜（ｒ₁／Ｒ₁±ｒ₂／Ｒ₂）／２｜Ｒ₁,
Ｒ₂：レンズの曲率半径ｒ₁,ｒ₂：ホルダー半径＋記号：両凸、両凹レンズ −記号：メニスカスレンズここで、0.15＜Ｚ可能 0.1 ＜Ｚ＜0.15 可能性ありＺ＜0.1 困難すなわち、高精度の芯出しが可能なのはＺ値が大きい場
合に限られる。芯出し可能なレンズの曲率半径に制約を
受けることは、生産設備の汎用性を欠き、大きな短所と
なっていた。

【０００７】さらに上記第二の技術においては、芯出し
の機構がレンズの表裏両面の空間を占めるので、加工装
置や部品の供給排出装置との共存上、致命的である場合
が多い。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、レンズに歪や破損の原因となるような過大な応力を
加えずに、しかもレンズの曲率半径に制約されずに高精
度の芯出しを可能とし、さらにレンズ表面の空間を占め
ることのないレンズ芯出し装置を提供することを目的と
している。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のレンズ芯出し装置では、レンズの外周を基準
として芯出しを行うレンズ芯出し装置において、放射状
でかつ等角に進退するよう備えられた複数のテーブル
と、上記各テーブルの先端部に備えられた弾性部材とを
有し、上記テーブルを放射状に進退させ、上記弾性部材
をレンズの外周に当接させて上記弾性部材をたわませ、
上記弾性部材のたわみの復原力にてレンズ外周を押圧
し、レンズの芯出しをすることを特徴としている。

【００１０】より具体的には、前進位置を精密に位置決
めできるテーブルと、その前端に取り付けた弾性部材を
構成単位として、これをレンズ載置台を中心として１２
０゜毎に放射状に配設するものである。

【００１１】

【作用】上記構成からなる本発明のレンズ芯出し装置で
は、各テーブルを弾性部材がレンズの外周に当接した位
置から更にわずかに前進させる。そして、放射３方向の
押圧力のバランスでレンズの中心を正確に位置決めす
る。ここで上記テーブルをトルク制御によらず、一定位
置で停止するようにすれば、ツメの「食いつき」や過大
な把握力によるレンズの歪や破損を生ずることはない。
またレンズ外周側面を押圧して芯出しするのでベルクラ
ンプのようにレンズ表面の曲率に影響されることもな
い。

【００１２】以下、添付図面を参照して本発明に係るレ
ンズ芯出し装置のいくつかの実施例を説明する。なお、
図面の説明において同一の要素には同一符号を付し、重
複する説明を省略する。

【００１３】

【実施例１】まず、本発明の実施例１を説明する。図１
はレンズ芯出し装置を一部破断して示す平面図、図２は
要部の縦断側面図、図３は図１の矢印Ａから見た側面図
である。図示の通りこの装置では、ベース１の中央にレ
ンズ載置台２を固定し、この周囲に３台のテーブル６を
放射状に配置し、各テーブル６の先端には弾性部材７を
取り付けた。

【００１４】ここでテーブル６は矢印Ｂの方向に移動自
在になっている。即ち、テーブル６は、クロスローラガ
イド３、クロスローラ４、クロステーブル５からなるリ
ニアベアリングにて支持される。テーブル６の前端には
ツノ状の突起部が設けられ、弾性部材７が挟持されてい
る。本実施例では弾性部材７として金属製の丸棒を用い
ているが、これに限らず、ゴムやプラスチック等を用い
てもよい。なお、８は引張コイルバネでテーブル６のバ
ネ掛け９とベース１のバネ掛け１０とによりテーブル６
を後方に付勢するものである。

【００１５】次に、テーブル６の駆動機構について説明
する。ベース１に固定されたＬ字形状の支持部材１１に
はマイクロメータヘッド１２がナット１３にて取り付け
られている。ここでマイクロメータヘッド１２は、内部
がメネジになった固定部１２ａと、これと噛み合うオネ
ジ部をもつスピンドル１２ｂ、及びスピンドル１２ｂと
一体に結合した回転部１２ｃとからなり、スピンドル１
２ｂの先端がテーブル６下面の突出部に当接している。

【００１６】次に、マイクロメータ１２を回転駆動する
ためのステッピングモータ１７の支持構造を説明する。
１ａはベースに設けられた凹部で、その内部底面には板
状の低摩擦部材からなるライナー１４がはめこまれてい
る。また１５は低摩擦部材からなる蓋で、凹部１ａを両
側で一部覆うようにベース１の上面に固定されている。
１６はＬ字形状の支持台でその足部が凹部１ａの内部で
ライナー１４と蓋１５との間にわずかな隙間を伴って挟
まれ、矢印Ｂ方向に摺動自在となっている。そして、こ
の支持台１６にステッピングモータ１７は固定され、カ
ップリング１８を介してマイクロメータの回転部１２ｃ
を回転駆動するのである。

【００１７】従って、ステッピングモータ１７にてマイ
クロメータヘッド１２の回転部１２ｃを回転させると、
スピンドル１２ｂ及び回転部１２ｃは、内部がメネジで
ある固定部１２ａの軸方向に進退する。その際、メネジ
部である固定部１２ａはベース１に固定され、オネジ部
であるスピンドル１２ｂはステッピングモータ１７の回
転子に結合されているため、ステッピングモータ１７
は、スピンドル１２ｂの進退に連動してベース１の凹部
１ａ内をＢ方向に進退する。

【００１８】なお、１９は光電検出器、２０はこれと対
をなすドグであり、テーブル６の後退位置を検出するも
のである。光電検出器１９はステイ２１を介してベース
１に固定され、ドグ２０はテーブル６に固定されてい
る。同様に、２２は光電検出器、２３はこれと対をなす
ドグであり、ステッピングモータ１７の回転位置を検出
するものである。光電検出器２２はステイ２４を介して
支持台１６に固定され、ドグ２３はステッピングモータ
１７の出力軸に固定されている。

【００１９】次に、本実施例の芯出し作用を説明する。
まず、ステッピングモータ１７を逆転し、マイクロメー
タヘッド１２のスピンドル１２ｂをねじ戻し、バネ８の
付勢力にてスピンドル１２ｂに押接されているテーブル
６を後退させる。そして、光電検出器１９と２２とで精
密に検出される後退位置にて停止し、対象レンズ１００
を載置台２の上に載置する。

【００２０】次いで、ステッピングモータ１７を正転さ
せて、予め定めたストロークだけテーブル６を前進させ
る。このストロークは次のように定める。すなわち別の
手段で定まる理想の位置にある対象レンズ１００の直径
のバラツキ範囲内の最小のものに対して、前記の放射３
方向の弾性部材７がちょうど外接する位置から、更にわ
ずかに均等に前進した位置となるように、前記の放射３
方向のステッピングモータ１７をそれぞれ独立に制御す
る。これにより、対象レンズ１００は放射３方向からほ
ぼ均等な押圧力を受け、この押圧力のバランスで芯出し
される。

【００２１】ここで、それぞれの弾性部材７のレンズの
中心に向かう方向の変形に関するバネ定数をｋ(kgf/m
m)、変形量をｘ(mm)とすると、各方向の押圧力はそれぞ
れｋｘ(kgf) であり、対象レンズ１００が微小量δｘ(m
m)だけ位置ズレしたときの押圧力のアンバランスによる
復原力は２ｋδｘ(kgf) である。そこで、バネ定数ｋを
コイルバネ等で通常設定するよりも大きな値、例えば１
０〜５０kgf/mm程度とし、位置ズレ量δｘを０．００２
mm程度とすると、上記の復原力は２ｋδｘ＝０．０４〜
０．２kgf となり、中程度までの大きさのレンズ（レン
ズ径が１０〜１００mm程度）であれば、上記のようなわ
ずかな位置ズレに対しても充分な復原力として作用す
る。また、変形量ｘを最大０．０１mm程度にすれば、こ
れに対応する押圧力の最大値はｋｘ＝０．１〜０．５kg
fとなり、レンズの直径のバラツキを、容易にできる範
囲で０．０２mm程度におさえれば押圧力が過大にならな
い範囲で上記の復原作用が有効である。

【００２２】本実施例の特有の効果は以下の通りであ
る。 (1) テーブルの位置決めをステッピングモータで行うの
で、レンズ中心を前記「別の手段で定まる理想の位置」
に合致させる芯出し位置の補正や、対象レンズの直径に
応じた段取り変更が、制御指令のみで極めて容易に行え
る。 (2) 弾性部材として丸棒材を使用したので、寸法に比し
て大きなバネ定数を容易に実現でき、その評価も材料力
学の理論により適確に行うことができる。 (3) マイクロメータヘッドをステッピングモータで直結
駆動するので、伝動系のバックラッシュを小さくするこ
とが可能となり、特に精密な位置決めができる。なお、
送りネジとしてボールネジを利用すれば、より簡易な構
成でレンズ芯出し装置を構成することもできる。

【００２３】

【実施例２】次に、本発明の実施例２を説明する。図４
はレンズ芯出し装置を一部破断して示す平面図、図５は
要部の縦断側面図である。前述の実施例１との違いは、
弾性部材２６として金属製のリングを用いたことと、ス
テッピングモータ１７の伝動系をタイミングベルト３０
にて構成したことである。

【００２４】次に、弾性体２６の支持構造を説明する。
テーブル６の上面に固定されたホルダー２５は、下面に
段付部を有する板状のもので、テーブル６との間に空間
２５ａと、空間２５ａの後方に壁２５ｂとを形成する。
弾性部材２６は、空間２５ａの高さよりわずかに小さな
厚みを有し、後端は壁２５ｂに接して、前端は空間２５
ａから突出するように保持されている。また、ピン２７
はテーブル６の進退方向Ｂに垂直な方向で弾性部材２６
の内周に接するようにテーブル６とホルダー２５を貫通
して圧入され、弾性部材２６を矢印Ｂに垂直な方向に位
置決めするものである。また、ステッピングモータ１７
の伝動系は、タイミングプーリ２８、２９、タイミング
ベルト３０を介してマイクロメータヘッド１２の回転部
１２ｃを駆動するようになっている。

【００２５】本実施例の特有の効果は実施例１の効果
(1) 、(2) に加えて以下の通りである。 (3) 弾性部材及びステッピングモータの支持構造が簡素
化されたので、より安価なレンズ芯出し装置を提供する
ことができる。 (4) リング状の弾性部材の採用により、弾性部材の高さ
を抑え、半径方向の肉厚でバネ定数を大きくすることが
できるので、スペース効率が向上し、よりコンパクトな
レンズ芯出し装置を提供することができる。これは特
に、薄型のレンズの芯出しに有効である。

【００２６】なお、本実施例ではタイミングベルトによ
り伝動を行ったが、歯車を利用してもよい。また、弾性
部材の内径にピンを配して横方向の位置決めを行う代わ
りに、レンズ及び壁２５ｂに接する前後の端面にわずか
に平面部を設けてもよく、この方法は内径を変えてバネ
定数を調整する上でも効果的である。

【００２７】

【実施例３】次に、本発明の実施例３を説明する。図６
はレンズ芯出し装置を一部破断して示す平面図、図７は
要部の縦断側面図である。図示の通りこの実施例では、
弾性体２６の前後位置の微調整のためにマイクロメータ
ヘッド３３を設けてホルダー２５に調整機能を持たせる
一方、テーブル６の進退をシリンダ３５で行うこととし
た。

【００２８】即ち、ホルダー２５はボルト３１と、テー
ブル６に貫通して圧入されたピン３２とで取り付けら
れ、ピン３２を回転中心としてわずかに回動可能となっ
ており、調整のための張り出し部２５ｃが形成されてい
る。そして、ピン２７はホルダー２５の調整のための回
動を妨げることのないよう、テーブル６にまで達しない
ようにホルダー２５に圧入されている。また、３３はマ
イクロメータヘッドで、ナット１３、取付部材３４を介
してテーブル６に固定され、ホルダー２５の壁２５ｂの
位置をピン３２を軸として精密に調整するものである。
そして、３５はストッパ付きのシリンダで、ロッド後端
部３５ａのネジにて前進位置を調整できるものである。
このシリンダ３５の本体は支持部材３６によりベース１
に固定され、ロッド善端部３５ｂはテーブル６に結合さ
れている。

【００２９】次に、本実施例の芯出し作用を説明する。
まず、シリンダ３５によりテーブル６を後退させた後、
対象レンズ１００を載置台２の上に載置する。次いで、
シリンダ３５によりテーブル６を予め定めた位置まで前
進させる。この位置は次のように定める。すなわち別の
手段で定まる理想の位置にある対象レンズ１００の直径
のバラツキ範囲内の最小のものに対して、前記の放射３
方向の弾性部材２６がちょうど外接する位置から、更に
わずかに均等に前進した位置となるように、前記の放射
３方向のシリンダ３５のストッパとホルダー２５を調整
する。

【００３０】本実施例の特有の効果は実施例２で説明し
た効果に加え、テーブルの駆動をシリンダで行うことか
ら、複雑高価な制御装置が不要となり、一層安価なレン
ズ芯出し装置を提供することができる点である。もっと
も、これは本実施例の概念が一切の電気的駆動と相入れ
ないことを意味するのではない。例えばシリンダの代わ
りに、数値制御的な位置決めを要しない単純なモータを
駆動源として採用してもよい。その場合にも対象レンズ
の直径変更に対する段取りはシリンダストッパのような
位置再現性のみを重視した機構で可能となり、芯出し位
置の微小な補正は前記ホルダー２５の位置調整で対処す
ることができる。なお、レバー比すなわちホルダー２５
の張り出し部２５ｃの長さと調整ネジの位置や、調整ネ
ジの方式等は自由に設定可能なことはいうまでもない。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明のレンズ芯出
し装置によれば、放射状に配置したテーブルの先端部に
弾性部材を備え、この弾性部材の復原力にて外周を押圧
して芯出しをするようにしたので、レンズに歪や破損の
原因となるような過大な応力を加えずに、しかもレンズ
の曲率半径に制約されずに高精度の芯出しを可能とし、
さらにレンズ表面の空間を占めることのないレンズ芯出
し装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例１のレンズ芯出し装置を一
部破断して示す平面図である。

【図２】図１のレンズ芯出し装置の要部を示す縦断側面
図である。

【図３】図１の矢印Ａから見た側面図である。

【図４】本発明による実施例２のレンズ芯出し装置を一
部破断して示す平面図である。

【図５】図４のレンズ芯出し装置の要部を示す縦断側面
図である。

【図６】本発明による実施例３のレンズ芯出し装置を一
部破断して示す平面図である。

【図７】図６のレンズ芯出し装置の要部を示す縦断側面
図である。

【図８】従来のベルクランプ方式のレンズ芯出し装置を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ベース１ａ凹部２レンズ載置台３クロスローラガイド４クロスローラ５クロスローラテーブル６テーブル７，２６弾性部材８引張コイルバネ９，１０バネ掛け１１支持部材１２，３３マイクロメータヘッド１２ａ固定部１２ｂスピンドル１２ｃ回転部１３ナット１４ライナー１５蓋１６支持台１７ステッピングモータ１８カップリング１９，２２光電検出器２０，２３ドグ２１，２４ステイ２５ホルダー２５ａ空間２５ｂ壁２５ｃ張り出し部２７，３２ピン２８，２９タイミングプーリ３０タイミングベルト３１ボルト３４取付部材３５シリンダ３５ａロッド後端部３５ｂロッド前端部３６支持部材１００対象レンズ１０１，１０２ベルヤトイ１０３レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズの外周を基準として芯出しを行う
レンズ芯出し装置において、放射状でかつ等角に進退す
るよう備えられた複数のテーブルと、上記各テーブルの
先端部に備えられた弾性部材とを有し、上記テーブルを
放射状に進退させ、上記弾性部材をレンズの外周に当接
させて上記弾性部材をたわませ、上記弾性部材のたわみ
の復原力にてレンズ外周を押圧し、レンズの芯出しをす
ることを特徴とするレンズ芯出し装置。