JPS6071158A - 光学レンズの面削り方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的には、光学レンズの面削りに関し、より
詳細には、限るわけではないが、比絞的大きい厚さ対直
径の比を有する光学レンズに関する。

両凸形、両凸形または四凸杉のいずれであろうと１光学
器機に個々にまたは群をなして用いられるレンズは以上
のようなものである。

公！知のように、かかる光学レンズの前面および後面は
通常球形である。

また、これら面の面削りは高い精度で行わなければなら
ない。

Ｍ続して荒ラッグ仕上、精密ラッグ仕上および研磨から
なるこのような面削りは、通常、光学レンズを一般に群
にしてレンズホルダーすなわち加工物ホルダーに固着す
ることによって行われ、このホルダーは又レンズを適当
な回転可能な面削り工具に連続的に押しつけるように機
能する。

今日まで、面削りすべきレンズは、一般に、タールまた
紘この種の池の結合物質によってこのようなレンズホル
ダーに比較的しっかりと貼付けられてきた。

また、今日まで、両面を面削りすることを含むだけでは
なく又縁を光学器機に収容しうるような所望の直径にト
リミングすることを含むこの種の光学レンズの製造は一
般に次の工程：すなわち、まずレンズの面をかわるがわ
る荒ラップ仕上し、レンズの面の一方を精密ラッグ仕上
および研磨し、レンズの他方の面を精密ラッグ仕上およ
び研磨し、最後にレンズの縁を所望の直径にトリミング
することよりなる。

各精密ラップ仕上および研磨工程ごとに、特に、レンズ
をレンズホルダーに心出しし、次いでレンズをレンズホ
ルダーに適所に固定することが必要である。その結果、
このようなレンズの公知の面削り手順はレンズを何回も
取扱う必要がある。

さらに、所要の精度を得るためには入念な注意が必要と
される。

従って、作業者は熟練した専門技術者でなければならず
、この為、面削りのコストが比較的高くなる。

なお、種々の面削り工程を注意して行うにもかかわらず
、普通、出来上った光学レンズは個別的なプリズム欠陥
を有し、プリズムを通過する光線は、両面が完全に球形
であった場合よりも大きい偏向を有する。

このような欠点の理由としては、面削り中、レンズがレ
ンズホルダーに比較的しっかりと固着されているため、
面削り工具に押し付けられたレンズはレンズホルダーに
対して運動の自由をもたず、従ってレンズホルダーと面
削り工具との間に局部的にはさまれるという点にある。

発明の目的および概要 本発明の一般的な目的はこのような欠点を大変簡単な仕
方で解消する装置を提供することである。

光学レンズを面削りするための方法によれば、面削りす
べきレンズのためのベル状室を有するレンズホルダーと
、回転可能な面削り工具とを設ける。面前すすべき適当
な大きさのレンズを、レンズの周縁と室の側壁のこれと
隣接した部分との間に半径方向の隙間を残して室に導入
する。レンズホルダー装置内のレンズを面削り工具に対
して位置決めする。レンズを面削り工具に押し付けるた
めに面削り工具から遠い方のレンズの面に液圧クッショ
ンを形成するように、かつレンズの周縁と室の側壁のこ
れと隣接した部分との間に液圧フィルムを形成するよう
に加圧液圧流体を室内に供給する。

本発明の他の観点によれば、面削り工具でレンズを面削
りするだめのレンズホルダー装置を提供する。このレン
ズホルダー装置はベル状室を有し、開放端における室の
側壁の少くとも一部は円形断面を有しかつ面削りすべき
レンズを半径方向の隙間をもって収容するようになって
いる。加圧液圧流体を室内に導入するための導管が室と
連通している。室内の加圧液圧流体はレンズのための液
圧クッションと、レンズの周縁と側壁部分との間に流れ
る液圧フィルムとを形成する。

本発明によれば、面削り中、レンズは液圧を受け、液圧
クッションがたえず維持されているから、この液圧はレ
ンズを面削り工具に所望の力で押し当て、液圧フィルム
がレンズの周囲に沿って連続的に流れるので、レンズの
縁は保持されたレンズの相応する側壁部分との直接接触
がなく、面削り工具に対して正しい位置のままである。

多くの利点は次のごとくである。まず、レンズは心出し
したり固着したすせずにレンズホルダーに保持され、特
に、レンズを未熟な作業者でもレンズホルダー内に簡単
容易にしかも敏速に入れることができる。

さらに、レンズを面削り工具に押し付ける圧力が、液圧
であるため、この圧力はレンズの対向面全体に一様に加
えられる。レンズが厚さ対直径の比較的高い比を有する
場合、圧力は面削り中に発生する反転モーメント（これ
も比較的高い）を相殺するのに十分大きい。

実際には、レンズはレンズホルダーにしっかりと固定さ
れないでレンズホルダーによ−って面削り工具に押しつ
けられ、しかもレンズホルダーに対して自由に取付けら
れるので、レンズに対して二重の運動の自由をもってい
るＯ 第一に、光学レンズと接触している面削り工具の摩擦駆
動トルクにより、レンズはレンズホルダーに対してその
軸線を中心として自由に回転し、液圧流体がレンズの周
囲に沿って流れ、レンズホルダーに対して、従って面削
り工具に対してもレンズの自己整合を行う０ さらに、レンズはレンズホルダーに対してその傾斜をあ
る程鹿まで変え、これによってレンズホルダーに対して
良好に自動調整することができ・レンズの対向面全体に
一様に加えられた流体圧は上述のようにレンズが受ける
反転モーメントを相殺してレンズの中央帯域と周囲帯域
との間のレンズのいかなる不均一な機械加工をも防ぐ。

これら種々の％徴の総合的な結果として、面削り操作を
著しく最適化し、特に、プリズム欠陥を減少し或は除く
ことができる。

かくして、本発明の著しい簡単化に加えて、あらゆる種
類の光学器機に使用される光学レンズに必要とされる種
類の精密な面削りを行える。実際には１本発明によれば
、干渉計で測定されるような明暗縞模様３〜ｊの許容値
でこのような光学レンズを面削りすることができる。

もちろん、本発明では、その改良結果を十分に達成する
ために杜、面削りされているレンズの周囲での液圧流体
の流出流量を最適な計量にすることが望ましく、そして
面削りに先だって、レンズを正確に縁取りすべきである
。このようなレンズを、光学器機に取付ける前に、いず
れの場合にもレンズを正確に縁取りしておく。

本発明のなお一層の特徴によれば、レンズを面削り前に
縁取りし、実際には、面削り前に所望の極限直径まで縁
取りする。それ故に、レンズの単一の縁取り操作を行う
だけであるので、この操作により、どの追加の制約もな
い。

さらに、面削りされているレンズの周囲の液圧流体の流
量を計量することによって・レンズと室の側壁との間の
すべての垂直方向摩擦が除去される。

本発明の発展によれば、所望ならば、液圧流体の利点を
更に出すことができる。例えば、面削り中、軸線を中心
とするレンズの回転を調整したり高めたりするために、
液圧流体を室の内面に沿って慟ら〈螺旋状のノズルによ
って室内で循環させることができる。室内で回転してい
る液圧流体運動との接触によって同様な回転がレンズに
与えられる。

液圧流体はレンズを研磨するだめの研磨剤の懸濁液【同
伴することができる。

かくして、レンズを呈同に位置決めした後、レンズホル
ダーを面削り工具に対して所定位置につかせる。研磨剤
を液圧流体に懸濁させれば研磨剤を外部から別々に供給
する必要がなく、そして面削り丁べきレンズの心出しや
、レンズを面削り工具に対するレンズの押し付けを妨げ
ないで研磨剤を循垣延せることができる。・ 最後に、本発明のレンズホルダーはかなりの変更なしに
ほとんどの従来の面削り機に有利り取付けることができ
る。

好ましい実施態様の説明 図に示すように、光学レンズ１１を、回転自在に設けた
面削り工具１０に付けるためのレンズホルダーが示され
ており、レンズ１１は面削りすべき例えば球形の面を有
しているＯ光学レンズ１１の外形は代表的には日影であ
る０ 図はある種類の光学器機に備えるようになっている光学
レンズ１１の面削りをより詳細に示している。

第１図の実施態様では、面削りすべき光字レンズ１１は
両凸形であり、すなわち、前面１２と後面１３の両方が
凸形である０ 公知ように、このような光学レンズのその中心での厚さ
旦は実際には、常に大きく、従って、厚さ見附レンズの
外径の比も大きく、光学レンズの直径は常に比較的小さ
い。

このような両凸レンズの面削り工具ｌＯの作業面すなわ
ち作動面１４もまた凹形である。実際には、作動面１４
は球形であり、作動面の半径は面削りすべきレンズの面
、ここでは前面１２の宇径に等しい。

第７図に概略的に示すように、面削り工具１゜を回転駆
動するために、面削り工具１ｏをシャフト２５に取付け
、シャフト２５をその軸ＭＡｌを中心として回転駆動す
る。

関連した設計の特徴は本発明の一部ではなく、当業者に
は周知であり、そして従来の面削り機に使用されている
ので、ここではそれらについて詳細には説明しない。

従来のように、面前すすべき光学レンズ１１を面削り工
具１ｏに押し付は或は保持するためのレンズすなわち加
工物ホルダー装置１６が設けられている。

本発明の主な特徴によれば、レンズホルタ−装置１６は
面削りすべき光学レンズ１１全面削り工具１０に向い合
せて収容するためのベル状室１９と、加圧液圧流体源（
図示せず）に連結されるようになっている導管２０（以
下に詳述する）とを備えている。

一般的に述べると、室１９は横方向の端壁２１と、端壁
２１の周囲の軸方向の側壁２２とを備えている。側壁２
２は円筒形であって、少なくともその開放端で、面削り
すべき光学レンズ１１の横断面と同じ円形横断面である
。実際には、図示の実施態様で社、全側壁２２は円形横
断面を有する円筒形である。

本発明の特徴によれば、後述の理由で、面削りすべき光
学レンズ１１０周縁と室１９の側壁２２との間には半径
方向の隙間」が設計により環状に設けられている。換言
すると、室１９の少なくとも開放端の直径Ｄ′は面削り
すべき光学レンズ１１の外周の直径Ｏよりもわずかに大
きい。

実際には、明確のために図では故意に誇張されている半
径方向の隙間ｊは有利にはＯ１ｊ〜０．／ｒｒｍである
のがよい。これらの値は例示であり、本発明の範囲を限
定しようとするものではない。

もちろん、室１９の側壁２２は十分な軸方向の寸法を有
しており、従って、面削りすべき光学レンズ１１は、レ
ンズの周縁２４の少なくとも一部が室１９の内側に入り
、レンズ１１の他の面１３が室の端壁２１に触れないで
室１９内に受け入れられる。

面削り工具１０が球形作動面１４を有する上述の構造で
は、図示のように、室１９は軸線Ａ２を中心として揺動
可能に取付けられた支持部材２８の自由端に形成され、
軸線Ａ２は面削り工具の回転軸線Ａよと直角で、かつ面
削り工具の球形作動面１４の中心Ｃと実質的に交差して
いる。

第１図では、軸線Ａ２は面削り工具１０の球形作動面１
４の中心と一致するｒＸＪで表わされている。

図示の実施態様では、支持部材２８は支持スピンドル２
９よりなり、このスピンドルの自由端には、室１９とブ
ロック３０とが形成されており、ブロック３０は支持ス
ピンドル２９を支持しかつ軸線Ａ２を中心として揺動自
在に取付けられている。

実際には、軸線Ａ３は室１９の軸線と一致し、そして面
削り工具１０の作動面１４の中心Ｃと交差している。

導管２０は室１９の端壁２１の中央帯域から軸線Ａ３に
沿って延び、次いで横方向に曲り、そこで連結体３２に
よって関連の加圧液圧流体源と連通状態にある管３３に
連結されている。

作動のために、面削りすべき光学レンズ１１をレンズホ
ルダー装置１６の室１９の内側に部分的に受け入れて面
削り工具１０の作動面１４に当て１加圧液圧流体を管３
３と導管３０とを通して室１９に供給する。かくして、
液圧クッション３４が面削りすべき光学レンズ１１と室
１９の端壁２１との間に形成され、そして光学レンズ１
１の対向面１３に作用する。同時に、レンズ１１の周囲
には、レンズ１１の周縁２４と室１９の側壁２２のこれ
と隣接した部分との間に液圧フィルムが形成される。室
１９内の液圧フィルムは光学レンズ１１の周縁に沿って
連続的に流れる。液圧クッション３４および液圧フィル
ムは流体源によってたえず補給される液圧流体の供給で
維持される。

かくして、面削りすべき光学レンズ１１はレンズホルダ
ー装置１６との直接接触がなく、従ってレンズはそれ自
身の軸線を中心として回転することができる。

差動駆動運動が面削り工具１０に対して偏心位置で光学
レンズ１０の直径方向に対向した縁に与えらｎるため、
レンズ１１と面削り工具１０との単なる接触だけで室１
９内の光学レンズ１１は回転する。

変形例として、レンズの回転を、加圧液圧流体をＭｌｅ
内に斜め方向に導入することによって行なわせ或は高め
ることができ、あるいは回転運動または渦巻き運動を板
圧流体に与えるようにした装置ｔ−室１９．に取付けて
も良い。このような装置は例えば室１９の側壁の内面に
沿う螺旋状のノズル（図示せず）よりなるのがよい。

変形例として、光学レンズ１１０回転を、在来の面削り
機に設けられた通常型式の動力装置によって行なわせ或
は高めることができる。

いずれにしても、軸線Ａ２を中心とするブロック２８の
揺動、従ってレンズの揺動が確保される、変形例として
、光学レンズの回転を、面削り工具１０の作動面１４と
ほぼ直角の軸線を中心として行なわせても良い。

面削り機において普通である上記の構造はここではより
詳細には説明する必要はない。

容易にわかるように、レンズホルダー装置１６が軸ｉ！
ｊＡ２を中心として回動することができることにより、
室１９は面削り工具１０に対して離脱することができ１
．この離脱は面削りすべき光学レンズ１１を取付けたり
取はずしたりするのに必要である。このために、レンズ
ホルダー装置１６が面削り工具１０の作動面１４を離れ
る程遠くに揺動することができれば十分である。

所望ならば、レンズホルダー装置全体を、面削り工具ｌ
Ｏの作動面に対して室１９ｔ−離脱させる支持体に移動
自在に取付けても良い。

第２図は両凹である光学レンズ１１を面削りするための
本発明の実施態様を示し、すなわち、レンズはともに凹
形でかつ実際には球形である前面１２と後面１３とを有
している。

面削り工具１０の有効作動面１４は球形凸面である。こ
の実施態様は他のあらゆる面で前述の実施態様と同じで
ある。凹凸光学レンズは凸形作動面と凹形作動面とを有
する面削り工具を必要とすることは明らかである。

いずｎにしても、室１９に圧力下で供給される液圧流体
は少なくとも７種の研磨剤を懸濁状態で同伴するのが有
利である。このような研磨剤は酸化セリウムであるのが
よい。

本発明はもちろん図示して説明した実施態様に限定さｎ
るものではなく、本発明の精神および範囲を逸脱しない
で当業者には明らかなすべての代案および変更を包含す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化するレンズホルダーを取付けた
面削り機の部分断固部分立面図；および第一図は面削り
工具を立面で示す本発明の別の実施態様の第７図と同様
の図である。 １０・−・面削り工具、１１・・・光学レンズ、１２・
・・レンズの前面、１３・・・レンズの後面、１４・・
・作動面、１６・・・レンズホルダーａｔ、１９・・・
ベル状室、２ｏ・・・導　管、２１・・・！＠　壁、　
２２・・・側　壁、２４・・・周　縁、２５・・・シャ
フト、２８・・・支持部材、３ｏ・・・導　管、３３・
・・Ｗ、　３４・−１１Ｅクツ７ヨン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ａ　光学レンーズの面削り方法において、面削りすべき
   レンズのためのベル状室を有する、レンズホルダーと、
   回転可能な面削り工具とを設け、 面削りすべき適当な寸法のレンズを室内に、レンズの周
   縁と室の側壁のこれと隣接した部分との間に半径方向の
   隙間を残して室内に導入し、レンズホルダー装置内のレ
   ンズを面削り工具に対して位置決めし、そして レンズを面削り工具に押し付けるために面削り工具から
   遠い方のレンズの面に液圧クッションを形成するように
   、かつレンズの周縁と室の側壁のこれと隣接した部分と
   の間に液圧フィルムを形成するように加圧液圧流体を室
   内に供給する、工程を含むことを特徴とする方法。 ２　レンズがその周縁と室の側壁のこれと隣接した部分
   との間の液圧フィルムによってレンズホルダー装置の室
   で心出しされることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の方法。 ３、　面削り工具の回転軸線に対するレンズの偏心位置
   によりレンズは面削り工具と接触した状態でその軸線を
   中心として回転することを特徴とする特許請求の範囲第
   ７項に記載の方法。 ｌＡ　面削り工具の回転゛軸線に対するし；／ズの偏心
   位置により、レンズが面削り工具と接触した状態でその
   軸線を中心として回転することを特徴とする特許請求の
   範囲第２項に記載の方法。 よ　回転運動が軸線に対して室内の加圧流体に与えられ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法
   。 ２、　レンズが室内に導入される前に所望の極限直径に
   縁取りされることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の方法。 Ｚ　液圧流体が研磨剤の懸濁液を含有することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の方法。 Ｌ　面削り工具でレンズを面削りするためのレンズホル
   ダー装置において、ベル状の室と、円形断面を開放端に
   有しかつ面削りすべきレンズを半径方向の隙間をあけて
   収容するようになっている上記室の側壁の少なくとも一
   部と、加圧液圧流体を上記室内に供給するようになった
   、上記室と連通した導管とを備えＳ内の加圧液圧流体が
   上記レンズのための液圧クッションおよびレンズの周縁
   と側壁部分との間を流れる液圧フィルムを形成すること
   を特徴とするレンズホルダー装置。 父　上記室が、上記室内に導入された加圧液圧流体に回
   転運動を与えるようになっている追加装置を備えている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載のレンズ
   ホルダー装置。 １０、回転運動を加圧流体に与えるための上記追加装置
   が上記室の側壁に固定された螺旋状のノズルよりなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載のレンズホ
   ルダー装置。 ｌ乙　レンズの球形面を面削りするだめの装置において
   、レンズの所望の球形面と補足し合う球形作動面を有す
   る回転可能なレンズ面削り工具と、レンズホルダー装置
   トを備え、該レンズホルダー装置はレンズ面削り工具の
   回転軸線と直角の軸線を中心として揺動自在に取付けら
   れ、上記球形作動面の中心が上記揺動軸線と実質的に交
   差し、レンズホルダー装置がベル状室と、円形の断面を
   開放端に有しかつ面削りすべきレンズを半径方向の隙間
   をあけて収容するようになっている上記室の側壁の少な
   くとも一部と、加圧液圧流体を上記室内に供給するよう
   になった１上記室と連通した導管とを備え、上記室内の
   加圧液圧流体がレンズのための液圧クッションを形成し
   かつレンズの周縁と上記側壁部分との間に液圧フィルム
   を形成するようになっていることを特徴とする装置。 ｌ、２．上記室が上記室内に導入された加圧液圧流体に
   回転運動を与えるようになっている追加装置を備えてい
   ること′ｔ−特徴とする特許請求の範囲第１／項に記載
   の装置。 ／３１回転運動を加圧流体に与えるための追加装置が上
   記室の側壁に固定された螺旋状のノズルよりなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１／項に記載の装置。