JP2004042220A - Lens centering method, lens processing method, and lens - Google Patents
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Abstract
【課題】レンズ心取加工機におけるレンズの心出しを効率よく安定して行なう。
【解決手段】レンズWのA面、B面をベルホルダ1、2によって低圧挟持し、高速回転させてレンズ心出しを行なう。このような心出し完了の後、回転数を下げて砥石5によりレンズWの側周面を真円加工する。レンズWの形状に基づく心出し係数および面粗さによって心出しの難易度やベルホルダ1、2との間の摩擦を予測して、心出し回転数、心出し時間および心出し時のレンズ挟持力等の心出し条件を制御することで、心出し作用の効率化、安定化を図る。
【選択図】 図1To efficiently and stably center a lens in a lens centering machine.
A surface and a surface of a lens are held at low pressure by bell holders and rotated at high speed to center the lens. After the completion of such centering, the rotational speed is reduced and the side peripheral surface of the lens W is processed into a perfect circle by the grindstone 5. The difficulty of centering and the friction between the bell holders 1 and 2 are predicted based on the centering coefficient and the surface roughness based on the shape of the lens W, and the centering rotation speed, centering time, and lens holding force at the time of centering are predicted. By controlling the centering conditions such as the above, efficiency and stabilization of the centering action are achieved.
[Selection diagram] Fig. 1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、A面とB面の2面を有するレンズの側周面を真円加工するレンズ心取加工機において、ベルクランプ方式によるレンズの心出しを効率よく安定して行ない、レンズ製造コストの低減に貢献できるレンズ心出し方法、レンズ加工方法およびレンズに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
光学素子であるレンズの製造工程において、従来、両面(A面、B面)にそれぞれ球面部を有するレンズの心取加工を行なう心取加工工程(センタリング工程)では、レンズを低圧でクランプし、レンズ軸を高速で回転させることで心出しを実施した後、高圧クランプに切り換えて、レンズ軸を低速で回転させながら、ばらつきのない高精度の心取加工を施すレンズ加工方法が知られている(特開昭48−48140号公報参照)。
【0003】
上記の従来技術では、低圧でクランプしてレンズを滑らせて心出しを行なう際に、クランプのアクチュエータを低圧にしても、心出し時のクランプ力つまり、レンズ挟持力が大きくなり、心出し作用を低下させる傾向がある。
【0004】
具体的に説明すると、レギュレータを経由して、アクチュエータ、例えば、シリンダの圧力をレンズに作用させてクランプさせる構造では、シリンダ圧力は小さくても、シリンダの内径が大きいと、レンズ心出し時のクランプ力が大きくなり、このために心出し効率が低下したり、心出しができなくなる場合がある。
【0005】
そこで、低圧でレンズをクランプして高速回転によってレンズの心出しを行なうに当り、低圧時のクランプ力を制御するための圧力制御ユニット等が必要である。
【0006】
また、特開昭58−160051号公報には、カップ型レンズ保持具を回転させながら、低圧かつ低速でレンズを挟持し、その後、レンズを高圧で押圧させる心出し方法が開示されているが、この場合も、低圧でのレンズ挟持では不安定になりやすく、上記と同様に、心出し時のクランプ力の制御のための制御ユニットが必要である。
【0007】
さらに、特開昭50−1492号公報には、レンズ保持具の一方もしくは、両方の内側に流体を流出させることにより、レンズ保持具と被加工レンズとの間の摩擦を小さくする方法が開示されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術によれば、前述のように、心出し用の低圧でクランプするための制御ユニットや摩擦低減のために流体を供給する配管等を追加する必要があり、装置のコストアップを招くという未解決の課題がある。
【0009】
本発明は上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、レンズ心取加工機におけるレンズの形状等に合わせて心出し条件を適正化することで、低圧クランプによる心出しを効率よく安定して行ない、レンズ製造のための装置コストや加工コストを大幅に低減できるレンズ心出し方法、レンズ加工方法およびレンズを提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のレンズ心出し方法は、両面にそれぞれ球面部を有するレンズの側周面を真円加工する工程において、前記レンズの前記球面部を一対のレンズ保持具によって低圧挟持し、レンズ軸まわりに回転させて心出しを行なうレンズ心出し方法であって、前記レンズの形状に応じて心出し難易度を示す心出し係数を求めて、該心出し係数および前記球面部の面粗さに基づいて、前記心出し時の心出し回転数、心出し時間およびレンズ挟持力のうちの少なくとも1つを制御することを特徴とする。
【0011】
心出し係数を以下の式によって求めるとよい。
【数2】
ここで、D1、D2:レンズ保持具外径(mm)
R1、R2:レンズ両面の曲率半径(mm)
±:両凸および両凹レンズの場合は+、メニスカスレンズの場合は−
【0012】
心出し係数および面粗さに基づいてレンズを複数のグループに分類するとよい。
【0013】
レンズ挟持力を9.8N以上、98N以下に制御するとよい。
【0014】
心出し回転数を2000rpm以下に制御するとよい。
【0015】
心出し時間を30秒以下に制御するとよい。
【0016】
心出し係数が0.7以下であるとよい。
【0017】
レンズの球面部の面粗さが10μm以下であるとよい。
【0018】
【作用】
ベルクランプ方式のレンズ心取加工機において、レンズを低圧挟持してレンズ軸まわりに回転させるレンズ心出しを効率よく安定して行なうために、レンズ形状による心出し難易度を示す心出し係数を求める。この心出し係数によって、各レンズの心出しの難易度を予測するとともに、レンズ保持具との間の摩擦をレンズの面粗さによって推測し、被加工レンズのための適正な心出し条件を設定して心出しを行なう。
【0019】
例えば、上記のように予測された心出しの難易度と面粗さに基づいてレンズを複数のグループに分類し、各グループごとに心出し回転数、心出し時間および心出し時のレンズ挟持力のうちの少なくとも1つの適正値を設定する。
【0020】
レンズ形状や面粗さに合わせて適正な心出し条件で心出しを行なうことで、低圧クランプ時の安定性を高めるとともに心出し効率を向上させる。これによって、レンズ加工コストの低減に貢献できる。
【0021】
また、低圧クランプ時の圧力制御のための制御ユニット等を省略することで、装置コストも低減できる。
【0022】
なお、心出し回転数は、レンズ軸の軸受等の耐久性を考慮して、できる限り低速回転が望ましい。
【0023】
また、心出し時間は、加工コストの観点から、短時間である方がよい。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0025】
図1は、一実施の形態に用いるレンズ心出しクランプ装置を備えたレンズ心取加工機を示すもので、これは、図示中央の固定側ベルホルダ1にレンズWを吸着して仮保持し、第1の回転駆動部3によってレンズ保持具であるベルホルダ1、2を低速回転させながら、可動側ベルホルダ2を下方へ移動させて、固定側ベルホルダ1と可動側ベルホルダ2との間にレンズWを挟持する過程で可動側ベルホルダ2のレンズ当接部2aとレンズWの接触点に作用する接線力等を利用して、各ベルホルダ1、2のレンズ当接部1a、2aに対してレンズWを滑らせることで初期の心出しを行ない、続いて、レンズWの吸着を解除して、両ベルホルダ1、2の間にレンズWを9.8N以上、98N以下のレンズ挟持力(クランプ力)で挟持した状態で、第2の回転駆動部7によって、両ベルホルダ1、2を予め設定された心出し時間高速回転させることで心出しを完了するように構成されている。
【0026】
この高速回転による心出し時間は、一定時間高速回転させた後に停止し、再び一定時間高速回転させる場合は、初期の高速回転開始から最後の高速回転完了迄とする。
【0027】
レンズ挟持力については、上記の範囲を拡大すれば、心出しの条件は拡大するが、装置のコスト高となる。
【0028】
固定側ベルホルダ1は、中空部11aを有するスピンドル11と一体的に結合され、スピンドル11の軸受12によって回転自在に支持されている。スピンドル11の中空部11aは、ニップル11bによって図示しない真空源に接続され、固定側ベルホルダ1のレンズ当接部1aにレンズWを吸着するための真空吸着力を発生させる。
【0029】
また、可動側ベルホルダ2は、スピンドル21の一端にこれと一体的に結合され、スピンドル21は軸受22によって回転自在に支持されている。
【0030】
両ベルホルダ1、2を回転させる第1の回転駆動部3は、モータ30の駆動を電磁クラッチ30aの作動により、固定側ベルホルダ1のスピンドル11に伝達する回転軸32およびギア列33、34と可動側ベルホルダ2のスピンドル21に伝達するギア列35、36に連結自在である。
【0031】
第1の回転駆動部3によるベルホルダ1、2の回転数は、100rpm以下の低速回転で任意に制御され、砥石5によってレンズWの外周部(側周面)等を研削するセンタリング工程(心取加工)に用いられる。
【0032】
砥石5は、不図示の回転源より、砥石スピンドル51に回転を伝達し、回転できる構成とする。
【0033】
加工時の砥石周速度は、35m/秒以下で制御を可能としている。
【0034】
また、砥石5は、スピンドル11、21に対し、平行に移動する機構53を有する不図示の軸方向スライドユニットと垂直に移動する機構52を有する不図示の送りスライドユニットに連結され、レンズWの側周面等を研削する。
【0035】
両ベルホルダ1、2を回転させる第2の回転駆動部7は、モータ70の駆動を電磁クラッチ70aの作動により、固定側ベルホルダ1のスピンドル11に伝達する回転軸32およびギア列33、34と可動側ベルホルダ2のスピンドル21に伝達するギア列35、36に連結自在である。
【0036】
第2の回転駆動部7によるベルホルダ1、2の回転数は、2000rpm以下の範囲で任意に制御され、前述のように両ベルホルダ1、2を高速回転させて自動クランプによるレンズ心出しを行なう工程に用いる。
【0037】
また、第2の回転駆動部7は、不図示のタイマーにて、30秒以下で任意に作動時間の設定を可能とする。
【0038】
可動側ベルホルダ2を軸方向へ移動させる軸方向駆動部4は、可動側ベルホルダ2の軸中心を加圧し、移動させるもので、可動側ベルホルダ2の回転中心と軸方向駆動部4の駆動軸を合致させたピストン41を有するシリンダ42と、中心押圧治具43、44、フレキシブルジョイント45、シリンダ42の移動検出用センサ46等を有する。
【0039】
シリンダ42は、不図示の本体ベース上に支持され、上記のようにシリンダ42の軸中心と可動側ベルホルダ2の軸中心は、同一直線上に配設され、中心押圧治具43、シリンダ42のピストン41に連結され、中心押圧治具43は、フレキシブルジョイント45に連結され、可動側ベルホルダ2のスピンドル21にも連結される。
【0040】
シリンダ42の移動検出センサ46は、シリンダ42のハウジングに配設され、レンズWに可動側ベルホルダ2が到達したことを検出するセンサであり、レンズWまでの移動距離が変化した場合、移動検出センサ46は、シリンダ42のハウジングの軸方向に移動できるように構成されている。
【0041】
シリンダ42は、不図示の加圧方向切り換え弁を経由して、低圧挟持のための低圧レギュレータと高圧挟持のための高圧レギュレータに接続自在である。加圧方向切り換え弁は、可動側ベルホルダ2の下方向への軸移動と上方向への軸移動に用いる。
【0042】
高圧レギュレータとの接続は、レンズWの側周面の研削時等であり、低圧レギュレータとの接続は、レンズWを吸着した固定側ベルホルダ1に向かって可動側ベルホルダ2を軸方向に移動させ、自動クランプによるレンズ心出しにおいて両ベルホルダ1、2を高速回転させる工程で行なう。
【0043】
砥石5の駆動部は、前述のように、不図示の心取加工機の支持台ベースの上面に配設された不図示の軸方向スライドユニット、送りスライドユニット、砥石スピンドル51等を備えている。
【0044】
砥石5によってレンズWの側周面を研削するエリアには、不図示の研削液供給ユニットにより、研削液を供給する。
【0045】
カバー8は、砥石5、可動側ベルホルダ2、固定側ベルホルダ1を覆うもので、軸方向スライドユニット、送りスライドユニットに研削液が飛散しない構造とする。また、研削液のカバー8は、砥石スピンドル51と接する部位は、送りスライドユニット、軸方向スライドユニットによって砥石5が自在に作動可能な構成とする。なお、カバー8には、研削液排水口80が配設される。
【0046】
加えて、固定側ベルホルダ1のスピンドル11に連結し、円錐状の固定側ベルホルダのスピンドルカバー13を配備した構成とする。
【0047】
また、軸受22の外周に隣接する位置に円筒状の可動側ベルホルダ2のスピンドルカバー23を配備した構成とする。
【0048】
可動側ベルホルダ2のスピンドルカバー23は、内面側に多穴を有し、前記多穴に空気を供給できる構造を有し、さらに不図示の空気の供給源より、軸受22の円周部に空気を噴出する機能を有する。
【0049】
砥石5としては、例えば、円盤状の円筒部等に砥粒(ダイヤモンド)を保持したダイヤモンド砥石が用いられる。
【0050】
前述のようにベルホルダによるレンズの吸着を解除したうえで、両ベルホルダ間にレンズを低圧挟持した状態で高速回転させて心出しを行なう心出し工程の効率化と信頼性の向上のために、まずレンズ形状による心出しの難易度を表わす心出し係数と、レンズの球面部の面粗さに基づいて2次元的にレンズを分類し、各グループごとに適正な心出し条件を求めておく。
【0051】
レンズ形状による心出し係数は、レンズのA面とB面の球面部の曲率半径およびレンズ保持具(ベルホルダ)の外径とを用いて、以下のように凸レンズ、凹レンズ、メニスカスレンズごとに求めた係数である。すなわち、レンズA面のレンズ保持具外径と曲率半径の比とレンズB面のレンズ保持具外径と曲率半径の比をレンズの形状により加算または、減算させたものの絶対値である。
【0052】
【数3】
D1、D2:ベルホルダ外径(mm)
R1、R2:レンズのA面、B面の曲率半径(mm)
±:両凸および両凹レンズの場合は+、メニスカスレンズの場合は−
【0053】
上記の係数の値が大きい程、心出しが容易であり、係数値が小さい程、心出しが難しい。
【0054】
また、レンズのA面とB面の球面部の面粗さについては、レンズの側周面の真円加工が、大きく分けて粗研削、精研削または研磨後のいずれかであり、どの工程を完了したかでレンズ両面の面粗さが異なり、ベルホルダとの摩擦係数が異なることで心出し作用が影響を受ける。
【0055】
そこで、レンズ形状による心出し係数とレンズの面粗さにより、レンズを2次元的に複数のグループに分類し、各グループごとに心出し回転数、心出し時間、心出し時のレンズ挟持力をそれぞれ適正化する。
【0056】
例えば、心出し係数については、最小0より、最大0.7までを6段階に区分けし、面粗さについては、10μm以下で4段階に区分けし、各グループごとに心出し条件を検討・評価し、適正値を求めた。その結果を末尾の表1ないし表6に示す。
【0057】
表1の心出し係数0.02以下のレンズでは、ベルクランプ方式の心出しは、機械精度の向上等を行なえば可能であるが、装置および加工コストが高くなる。一般的なレンズは、外周をほぼ均一に研削することで、光学偏心5分以内を得ることが可能であるから、機械心出しは不要とし、レンズの組み込み時の調整を実施することでトータルコストの抑制が可能である。
【0058】
具体的には、レンズのA面とB面の面粗さに関係なく、レンズ挟持力を、9.8N〜98Nに設定して、外周をほぼ均一に研削することで、光学偏心5分以内を得ることができた。
【0059】
レンズ挟持力が、9.8N未満の場合はレンズを挟持しきれず、レンズが動くため、外周をほぼ均一に研削する位置にクランプができない。また、レンズ挟持力が、98Nを超える場合は、固定側ベルホルダまたは、可動側ベルホルダにて、レンズにキズを与え、外観不良となるおそれがある。
【0060】
表2の心出し係数0.02を超え、0.07以下のレンズでは、心出し時のレンズ挟持力は、9.8N以上で、上限はレンズの面粗さによって異なる。心出し時のレンズ挟持力が、9.8N未満の場合、心出し時の回転にて作用する遠心力およびレンズの自重にて、心出し位置での挟持が困難である。また、心出し時のレンズ挟持力の使用可能な上限は、面粗さが粗くなるに従って低くなる。
【0061】
すなわち、面粗さが粗くなると、レンズとベルホルダの摩擦が大となり、心出しの再現性が悪くなり、光学偏心の品質が安定しない。
【0062】
なお、同じ面粗さでのレンズ挟持力の許容範囲は、レンズの材質の違いによって異なっており、固定側ベルホルダまたは可動側ベルホルダによって、レンズにキズを与え、外観不良となるのを防ぐため、軟質材のレンズの挟持力は、許容範囲内で弱く、硬質材のレンズの挟持力は、許容範囲内で強く設定する。
【0063】
心出し回転数は、500rpmから2000rpmの間での設定であるが、面粗さが粗くなるに従い、レンズとベルホルダの摩擦が大となり、心出し性が劣るため、面粗さが粗くなるに従って速い回転数を設定する。
【0064】
表2の設定より遅い回転数を設定した場合、心出しの再現性が悪くなり、光学偏心の品質が安定しない。また、設定より速い回転数を設定した場合は、心出し時に作用する遠心力により、ベルホルダの磨耗および損傷を早め、ベルホルダの寿命が短くなり、レンズへのキズによる外観不良や、光学偏心劣化を招く。
【0065】
心出し時間は、5秒から30秒の間での設定であるが、面粗さが粗くなるに従い、レンズとベルホルダの摩擦が大となり、心出しの再現性が悪くなり、光学偏心の品質が安定しない。
【0066】
表2の設定より短い時間を設定した場合、心出しの再現性が悪くなり、光学偏心の品質が安定しない。また、設定より長い時間を設定した場合、ベルホルダを高速で回転させている時間が長いため、ベルホルダの磨耗および損傷を早め、ベルホルダの寿命が短くなり、レンズへのキズによる外観不良や、光学偏心劣化を招く。
【0067】
なお、表2から表6において、心出し係数が大となるに従って心出しが容易であることが解る。
【0068】
表3から表6では、いずれも、表2の場合と同様に、心出し時のレンズ挟持力は、9.8N以上で、レンズの面粗さによって、上限が異なる。心出し時のレンズ挟持力が、9.8N未満の場合、心出し時の回転にて作用する遠心力およびレンズの自重にて、心出し位置での挟持が困難である。また、心出し時のレンズ挟持力の使用可能な上限は、面粗さが粗くなるに従い、レンズとベルホルダの摩擦が大となり、心出しの再現性が悪くなり、光学偏心の品質が安定しない。
【0069】
同じ面粗さにてレンズ挟持力の許容範囲は、レンズの材質の違いにより異なる。すなわち、固定側ベルホルダまたは、可動側ベルホルダにて、レンズにキズを与え、外観不良となるのを防ぐため、レンズが軟質材である場合の挟持力は、許容範囲内で弱く、レンズが硬質材である場合の挟持力は、許容範囲内で強く設定する。
【0070】
心出し回転数は、心出しが容易なレンズ程、遅い回転で心出しが可能である。面粗さが粗くなるに従い、レンズとベルホルダの摩擦が大となり、心出し性が劣るため、面粗さが粗くなるに従って速い回転数に設定する。
【0071】
表3は、心出し係数が0.07を超え、0.10以下のレンズの心出し条件を示す。
【0072】
表4は、心出し係数が0.10を超え、0.15以下のレンズの心出し条件を示す。
【0073】
表5は、心出し係数が0.15を超え、0.30以下のレンズの心出し条件を示す。
【0074】
表6は、心出し係数が0.30を超え、0.70以下のレンズの心出し条件を示す。
【0075】
表3から表6の設定より遅い回転数を設定した場合、心出しの再現性が悪くなり、光学偏心の品質が安定しない。また、設定より速い回転数を設定した場合、心出し時に作用する遠心力により、ベルホルダの磨耗および損傷を早め、ベルホルダの寿命が短くなり、レンズへのキズによる外観不良または、光学偏心劣化となった。
【0076】
心出し時間も同様に、心出しが容易なレンズ程、短い時間で心出しが可能である。
【0077】
また、面粗さが粗くなるに従い、レンズとベルホルダの摩擦が大となり、心出しの再現性が悪くなり、光学偏心の品質が安定しない。
【0078】
表3から表6の設定より短い時間を設定した場合、心出しの再現性が悪くなり、光学偏心の品質が安定しない。設定より長い時間を設定した場合、ベルホルダを高速で回転させている時間が長いため、ベルホルダの磨耗および損傷を早め、ベルホルダの寿命が短くなり、レンズへのキズによる外観不良または、光学偏心不良となった。
【0079】
【表1】
【0080】
【表2】
【0081】
【表3】
【0082】
【表4】
【0083】
【表5】
【0084】
【表6】
【0085】
【発明の効果】
本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏する。
【0086】
A面とB面の2面を有するレンズの真円加工を行なうためのレンズ心出し方法において、レンズ形状による心出し難易度を示す心出し係数とレンズ両面の面粗さに基づいて、心出し回転数、心出し時間、心出し時のレンズ挟持力のうちの少なくとも1つを制御することで、レンズの心出しを効率よく安定して行なうことができる。その結果、レンズの心取加工コストを大幅に削減できる。
【0087】
また、レンズ心出し時のレンズ挟持力を低圧で微細に制御する圧力制御ユニット等の省略により、装置コストも低減できる。
【0088】
このようにして、レンズの製造コストの削減に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】レンズ心取加工機のレンズ心出しクランプ装置を示す模式図である。
【符号の説明】
1 固定側ベルホルダ
2 可動側ベルホルダ
3 第1の回転駆動部
4 軸方向駆動部
5 砥石
7 第2の回転駆動部
8 カバー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens centering machine for rounding a side peripheral surface of a lens having two surfaces A and B, in which the centering of a lens by a bell clamp method is efficiently and stably performed, and a lens manufacturing cost. The present invention relates to a lens centering method, a lens processing method, and a lens that can contribute to reduction of the lens.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a manufacturing process of a lens which is an optical element, in a centering process (centering process) for centering a lens having spherical portions on both surfaces (A surface and B surface), the lens is clamped at a low pressure. There is known a lens processing method in which after centering is performed by rotating a lens axis at high speed, switching to a high-pressure clamp is performed, and high-precision centering without variation is performed while rotating the lens axis at low speed. (See JP-A-48-48140).
[0003]
In the above prior art, when performing centering by clamping the lens at low pressure and sliding the lens, even if the actuator of the clamp is at a low pressure, the clamping force at the time of centering, that is, the lens holding force increases, and the centering action is performed. Tends to decrease.
[0004]
More specifically, in a structure in which the pressure of an actuator, for example, a cylinder is applied to a lens via a regulator to clamp the lens, even if the cylinder pressure is small, if the inner diameter of the cylinder is large, the clamping at the time of lens centering is performed. The force increases, which may reduce the centering efficiency or prevent centering.
[0005]
Therefore, when the lens is clamped at low pressure and the lens is centered by high-speed rotation, a pressure control unit or the like for controlling the clamping force at low pressure is required.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-160051 discloses a centering method in which a lens is held at low pressure and low speed while rotating a cup-shaped lens holder, and then the lens is pressed at high pressure. In this case, too, the lens tends to be unstable when the lens is clamped at a low pressure, and a control unit for controlling the clamping force at the time of centering is required as described above.
[0007]
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-1492 discloses a method of reducing the friction between a lens holder and a lens to be processed by flowing a fluid into one or both of the lens holders. ing.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
According to the above conventional technique, as described above, it is necessary to add a control unit for clamping at a low pressure for centering, a pipe for supplying a fluid for reducing friction, and the like, thereby increasing the cost of the apparatus. There is an unsolved problem.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-mentioned unresolved problems of the related art, and has a centering condition by a low-pressure clamp by optimizing the centering condition in accordance with the shape of a lens in a lens centering machine. It is an object of the present invention to provide a lens centering method, a lens processing method, and a lens capable of efficiently and stably performing the above-mentioned operations and greatly reducing equipment costs and processing costs for manufacturing a lens.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a lens centering method according to the present invention is characterized in that, in a step of processing a side peripheral surface of a lens having spherical portions on both surfaces into a perfect circle, the spherical portion of the lens is reduced in pressure by a pair of lens holders. A lens centering method for pinching and rotating around a lens axis to perform centering, wherein a centering coefficient indicating a degree of difficulty of centering is obtained according to the shape of the lens, and the centering coefficient and the spherical portion are determined. Characterized in that at least one of the centering rotation speed, centering time, and lens holding force at the time of centering is controlled based on the surface roughness.
[0011]
The centering coefficient may be obtained by the following equation.
(Equation 2)
Here, D1, D2: lens holder outer diameter (mm)
R1, R2: radius of curvature of both surfaces of lens (mm)
±: + for biconvex and biconcave lenses,-for meniscus lenses
[0012]
The lenses may be classified into a plurality of groups based on the centering coefficient and the surface roughness.
[0013]
It is preferable to control the lens holding force to be 9.8N or more and 98N or less.
[0014]
The centering rotation speed is preferably controlled to 2000 rpm or less.
[0015]
The centering time is preferably controlled to 30 seconds or less.
[0016]
The centering coefficient is preferably 0.7 or less.
[0017]
The surface roughness of the spherical portion of the lens is preferably 10 μm or less.
[0018]
[Action]
In a bell-clamp type lens centering machine, in order to efficiently and stably perform lens centering in which a lens is held at a low pressure and rotated around a lens axis, a centering coefficient indicating a degree of centering difficulty according to a lens shape is obtained. . The centering coefficient predicts the degree of difficulty of centering each lens, estimates the friction between the lens holder and the lens surface roughness, and sets the appropriate centering conditions for the lens to be processed. And centering.
[0019]
For example, the lenses are classified into a plurality of groups based on the degree of difficulty and the surface roughness of the centering predicted as described above, and the centering rotation speed, the centering time, and the lens holding force at the time of centering are classified into each group. At least one appropriate value is set.
[0020]
By performing centering under appropriate centering conditions in accordance with the lens shape and surface roughness, stability during low-pressure clamping is improved and centering efficiency is improved. This can contribute to a reduction in lens processing cost.
[0021]
Further, by omitting a control unit and the like for pressure control at the time of low-pressure clamping, the apparatus cost can be reduced.
[0022]
The centering rotation speed is preferably as low as possible in consideration of the durability of the lens shaft bearing and the like.
[0023]
The centering time is preferably short from the viewpoint of processing cost.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
FIG. 1 shows a lens centering machine provided with a lens centering clamp device used in one embodiment, which temporarily holds a lens W by adsorbing a lens W to a fixed-side bell holder 1 in the center of the drawing. The movable side bell holder 2 is moved downward while the bell holders 1 and 2 as lens holders are rotated at a low speed by the rotation drive unit 1 so that the lens W is sandwiched between the fixed side bell holder 1 and the movable side bell holder 2. In the process, the lens W is slid with respect to the
[0026]
The centering time by the high-speed rotation is stopped after the high-speed rotation for a certain time, and when the high-speed rotation is performed again for a certain time, it is from the start of the initial high-speed rotation to the completion of the last high-speed rotation.
[0027]
As for the lens holding force, if the above range is increased, the centering condition is increased, but the cost of the apparatus is increased.
[0028]
The fixed-side bell holder 1 is integrally connected to a
[0029]
The movable-side bell holder 2 is integrally connected to one end of a
[0030]
The first
[0031]
The number of rotations of the bell holders 1 and 2 by the first
[0032]
The grindstone 5 is configured to be able to rotate by transmitting rotation to a
[0033]
The grinding wheel peripheral speed during processing can be controlled at 35 m / sec or less.
[0034]
The grindstone 5 is connected to an axial slide unit (not shown) having a
[0035]
The second
[0036]
The number of rotations of the bell holders 1 and 2 by the second
[0037]
In addition, the second
[0038]
The axial drive unit 4 for moving the movable bell holder 2 in the axial direction presses and moves the axial center of the movable bell holder 2, and moves the rotation center of the movable bell holder 2 and the drive shaft of the axial drive unit 4. It includes a
[0039]
The
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
The connection with the high-pressure regulator is at the time of grinding the side peripheral surface of the lens W, and the connection with the low-pressure regulator moves the movable-side bell holder 2 in the axial direction toward the fixed-side bell holder 1 on which the lens W is sucked. This is performed in a step of rotating both bell holders 1 and 2 at high speed in lens centering by automatic clamping.
[0043]
As described above, the drive unit of the grindstone 5 includes the axial slide unit (not shown), the feed slide unit, the
[0044]
A grinding fluid is supplied by an unillustrated grinding fluid supply unit to an area where the side peripheral surface of the lens W is ground by the grindstone 5.
[0045]
The cover 8 covers the grindstone 5, the movable-side bell holder 2, and the fixed-side bell holder 1, and has a structure in which the grinding fluid is not scattered on the axial slide unit and the feed slide unit. The portion of the grinding fluid cover 8 that is in contact with the
[0046]
In addition, it is configured to be connected to the
[0047]
Further, the
[0048]
The
[0049]
As the grindstone 5, for example, a diamond grindstone in which abrasive grains (diamonds) are held in a disk-shaped cylindrical portion or the like is used.
[0050]
After releasing the lens by the bell holder as described above, the centering process of rotating the lens at high speed while holding the lens between both bell holders at high speed to improve the efficiency and reliability of the centering process is firstly performed. The lenses are two-dimensionally classified based on the centering coefficient indicating the degree of difficulty of centering by the lens shape and the surface roughness of the spherical portion of the lens, and an appropriate centering condition is obtained for each group.
[0051]
The centering coefficient according to the lens shape was determined for each of the convex lens, the concave lens, and the meniscus lens using the radius of curvature of the spherical portion of the A surface and the B surface of the lens and the outer diameter of the lens holder (bell holder) as follows. It is a coefficient. That is, the absolute value is obtained by adding or subtracting the ratio of the outer diameter of the lens holder to the radius of curvature of the lens A surface and the ratio of the outer diameter of the lens holder to the radius of curvature of the lens B surface according to the shape of the lens.
[0052]
[Equation 3]
D1, D2: Bell holder outer diameter (mm)
R1, R2: radius of curvature of surface A and surface B of lens (mm)
±: + for biconvex and biconcave lenses,-for meniscus lenses
[0053]
The larger the value of the coefficient is, the easier the centering is, and the smaller the coefficient value is, the more difficult the centering is.
[0054]
Regarding the surface roughness of the spherical surfaces of the lens A surface and the surface B, the roundness processing of the side peripheral surface of the lens is roughly divided into any of rough grinding, fine grinding, and after polishing. Depending on the completion, the surface roughness of both surfaces of the lens differs, and the centering action is affected by the difference in the coefficient of friction with the bell holder.
[0055]
Therefore, the lenses are two-dimensionally classified into a plurality of groups based on the centering coefficient and the surface roughness of the lens, and the centering rotation speed, centering time, and lens holding force at the time of centering are determined for each group. Optimize each.
[0056]
For example, the centering coefficient is divided into 6 stages from the minimum 0 to the maximum 0.7, and the surface roughness is divided into 4 stages at 10 μm or less, and the centering condition is examined and evaluated for each group. Then, an appropriate value was obtained. The results are shown in Tables 1 to 6 at the end.
[0057]
For lenses having a centering coefficient of 0.02 or less in Table 1, bell-clamp centering can be performed by improving the mechanical accuracy, but the equipment and processing costs increase. For general lenses, optical eccentricity within 5 minutes can be obtained by grinding the outer circumference almost uniformly. Therefore, mechanical centering is not required, and adjustment when the lens is assembled is performed to reduce total cost. Can be suppressed.
[0058]
Specifically, irrespective of the surface roughness of the A surface and the B surface of the lens, the lens holding force is set to 9.8 N to 98 N and the outer periphery is almost uniformly ground, so that the optical eccentricity is within 5 minutes. Could be obtained.
[0059]
If the lens clamping force is less than 9.8 N, the lens cannot be clamped completely and the lens moves, so that the clamp cannot be performed at a position where the outer periphery is almost uniformly ground. If the lens holding force exceeds 98 N, the lens may be damaged by the fixed-side bell holder or the movable-side bell holder, resulting in poor appearance.
[0060]
For lenses having a centering coefficient exceeding 0.02 and not exceeding 0.07 in Table 2, the lens holding force at the time of centering is 9.8 N or more, and the upper limit varies depending on the surface roughness of the lens. If the lens holding force at the time of centering is less than 9.8 N, it is difficult to hold the lens at the centering position due to the centrifugal force acting upon rotation at the time of centering and the weight of the lens. The usable upper limit of the lens holding force at the time of centering decreases as the surface roughness increases.
[0061]
That is, when the surface roughness becomes rough, the friction between the lens and the bell holder becomes large, the reproducibility of centering becomes poor, and the quality of optical eccentricity becomes unstable.
[0062]
The allowable range of the lens clamping force with the same surface roughness differs depending on the material of the lens, and in order to prevent the lens from being damaged by the fixed-side bell holder or the movable-side bell holder, and to prevent the appearance from being poor, The holding force of the soft material lens is set to be weak within an allowable range, and the holding force of the hard material lens is set to be strong within the allowable range.
[0063]
The centering rotation speed is set between 500 rpm and 2000 rpm, but as the surface roughness increases, the friction between the lens and the bell holder increases, and the centering property deteriorates. Therefore, the centering rotation speed increases as the surface roughness increases. Set the number of revolutions.
[0064]
When a rotation speed lower than the setting in Table 2 is set, reproducibility of centering becomes poor, and the quality of optical eccentricity is not stable. Also, if the rotation speed is set higher than the setting, the centrifugal force acting at the time of centering accelerates the wear and damage of the bell holder, shortens the life of the bell holder, and causes poor appearance due to scratches on the lens and deterioration of optical eccentricity. Invite.
[0065]
The centering time is set between 5 seconds and 30 seconds. As the surface roughness increases, the friction between the lens and the bell holder increases, the reproducibility of centering deteriorates, and the quality of optical eccentricity decreases. Not stable.
[0066]
If a time shorter than the setting in Table 2 is set, the reproducibility of centering will be poor, and the quality of optical eccentricity will not be stable. Also, if the time is set longer than the setting, the time for rotating the bell holder at high speed is long, so that the bell holder is worn and damaged earlier, the life of the bell holder is shortened, the appearance of the lens is poor due to scratches, and the optical eccentricity is reduced. It causes deterioration.
[0067]
In Tables 2 to 6, it is understood that the centering becomes easier as the centering coefficient increases.
[0068]
In each of Tables 3 to 6, similarly to Table 2, the lens holding force at the time of centering is 9.8 N or more, and the upper limit differs depending on the surface roughness of the lens. If the lens holding force at the time of centering is less than 9.8 N, it is difficult to hold the lens at the centering position due to the centrifugal force acting upon rotation at the time of centering and the weight of the lens. In addition, the upper limit of the use of the lens holding force at the time of centering is such that as the surface roughness increases, the friction between the lens and the bell holder increases, the reproducibility of centering deteriorates, and the quality of optical eccentricity becomes unstable.
[0069]
The allowable range of the lens holding force at the same surface roughness differs depending on the material of the lens. That is, in order to prevent the lens from being scratched by the fixed-side bell holder or the movable-side bell holder and resulting in poor appearance, the holding force when the lens is a soft material is weak within an allowable range, and the lens is hard material. Is set to be strong within the allowable range.
[0070]
As for the centering rotation speed, the centering can be performed with a slower rotation as the lens is easier to center. As the surface roughness increases, the friction between the lens and the bell holder increases, and the centering property deteriorates. Therefore, the rotation speed is set to a higher value as the surface roughness increases.
[0071]
Table 3 shows the centering conditions for lenses having a centering coefficient of more than 0.07 and not more than 0.10.
[0072]
Table 4 shows the centering conditions for lenses having a centering coefficient exceeding 0.10 and not more than 0.15.
[0073]
Table 5 shows the centering conditions for lenses having a centering coefficient of more than 0.15 and not more than 0.30.
[0074]
Table 6 shows the centering conditions for lenses having a centering coefficient of more than 0.30 and 0.70 or less.
[0075]
When the rotation speed is set slower than the settings in Tables 3 to 6, the reproducibility of the centering is deteriorated, and the quality of the optical eccentricity is not stabilized. Also, if the rotation speed is set higher than the setting, the centrifugal force acting at the time of centering accelerates the wear and damage of the bell holder, shortens the life of the bell holder, and causes poor appearance due to scratches on the lens or deterioration of optical eccentricity. Was.
[0076]
Similarly, the centering time of a lens that is easy to center can be reduced in a short time.
[0077]
Further, as the surface roughness increases, the friction between the lens and the bell holder increases, the reproducibility of centering deteriorates, and the quality of optical eccentricity becomes unstable.
[0078]
When a time shorter than the settings in Tables 3 to 6 is set, the reproducibility of centering deteriorates, and the quality of optical eccentricity is not stable. If the time is set longer than the setting, the time for rotating the bell holder at high speed is long, so that the bell holder wears and damages faster, the life of the bell holder is shortened, and the appearance of the lens due to scratches on the lens or poor optical eccentricity may occur. became.
[0079]
[Table 1]
[0080]
[Table 2]
[0081]
[Table 3]
[0082]
[Table 4]
[0083]
[Table 5]
[0084]
[Table 6]
[0085]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above, and has the following effects.
[0086]
In a lens centering method for performing a perfect circular processing of a lens having two surfaces A and B, centering is performed based on a centering coefficient indicating a degree of difficulty of centering by a lens shape and surface roughness of both surfaces of the lens. By controlling at least one of the rotation speed, the centering time, and the lens holding force at the time of centering, the centering of the lens can be performed efficiently and stably. As a result, the cost of centering the lens can be significantly reduced.
[0087]
Further, the cost of the apparatus can be reduced by omitting a pressure control unit or the like for finely controlling the lens holding force at the time of lens centering at a low pressure.
[0088]
In this way, it is possible to contribute to a reduction in the manufacturing cost of the lens.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a lens centering clamp device of a lens centering machine.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed-side bell holder 2 Movable-
Claims (10)
R1、R2:レンズ両面の曲率半径(mm)
±:両凸または両凹レンズの場合は+、メニスカスレンズの場合は−2. The lens centering method according to claim 1, wherein the centering coefficient is obtained by the following equation.
R1, R2: radius of curvature of both surfaces of lens (mm)
±: + for a biconvex or biconcave lens,-for a meniscus lens
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