JP2000210854A - レンズ芯取機における円筒面レンズの自動芯出し方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】シリンドリカルレンズ（円筒面レンズ）の芯出
し、ないしは芯取りを、自動的に行なうこと。 【解決手段】円筒面レンズ１を固定側レンズホルタ６上
に真空吸着し、対向面を弾性体９などの治具で挟圧し、
測定子移動テーブル７上の電気マイクロメータゲージヘ
ッド５を介してレンズの測定面上に移動させ、レンズ軸
を回転させて当レンズの偏芯量を角度毎に測定し、記憶
させる。当記憶値のうち最高値２ヶ所を解析して稜線方
向を導出し、更に稜線の直角方向の２個所の数値を抽出
し、その平均値を算出し、数値の大きな方向を砥石８の
回転中心線上で、かつ進行方向になるようにレンズ軸を
回転させて停止させる。こゝで砥石を押し出して、前記
測定平均値になるまでフィードバック制御でレンズの偏
芯を修正する。以上の測定、修正の工程を繰り返して行
ない測定平均値が規格値内になった時点で芯出しを完了
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明に属する技術分野】本発明はレンズの芯出し方法
に関するが、詳しくは上下軸一対のカップ型治具にて円
筒面レンズ（シリンドリカルレンズ）の外径を切削する
レンズの芯出し方法とその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近開発されたレンズ芯出し方法として
は、例えば特公平６−２２７９５号公報（レンズ芯取機
におけるレンズの芯出し装置）に掲載されているものが
ある。この芯出し方法は、一対のカップ型治具の中芯に
通気孔を設けてカップ面を相対配設し、そのカップ型治
具の対面間に被加工レンズを所定圧力で挟持すると共に
通気孔より圧縮気体を送気して被加工レンズ面に圧縮気
体を噴出してレンズの芯出しの確認をし、更にカップ型
治具による挟持を緩めると共に圧縮気体の停止と再度の
カップ型治具による挟持をするなどの操作を断続的に行
う方法である。

【０００３】更に、この従来方法に改良を加えたのが本
願出願人の特開平１０−３４５０６号で開示されてい
る。この改良方法は、図７に示すように上下軸一対のカ
ップ型治具の光軸（両面）を介してレンズの芯出しかつ
砥石軸を介して被加工レンズの外径を切削するレンズの
芯出し方法であって、前記一対のカップ型治具の片側方
向において被加工レンズの真空吸着を可能にする工程
と、該吸着状態で一回転させながら被加工レンズの偏芯
量を測定する工程と、該測定値により偏芯量の高い値か
ら低い値の平均値を計算しかつ回転可能な砥石軸に対し
て回転を停止させる工程と、前記回転を停止させた砥石
の円周上の一点で前記の平均値までサーボモーターで移
動させる工程とから成ることを特徴とするレンズ芯取機
におけるレンズの芯出し方法であり、またそのレンズ芯
出し装置は一対のカップ型治具において片側方向のカッ
プ型治具２３に真空吸着装置が取付けてあり、円錐形状
に被加工レンズ２２をＲ形状に合致するに予め尖角形状
に形成されている。その際、別設したダイヤルゲージ
（測定器）２４は０．１μｍ又は０．０１μｍ単位の測
定器を使用しその測定範囲は±１ｍｍの範囲内とする。
そして、このダイヤルゲージ（測定器）２４を被加工レ
ンズ２２の砥石軸２１と被加工レンズ２２との中心点の
延長上に測定器の中心がくるように配設されている。

【０００４】更に、従来から一般的に使用されているは
反射式・透過式・オートコリメータなどの光学芯出し方
法及び機関的な芯出し方法がある。この光学芯出し方式
を自動化する場合、イメージセンサーを用いて芯出しを
行う方法が考えられるがレンズの表面に研削液が付着し
たり汚れがあったときなどの偏芯検出が困難になったり
装置の光学的な調整が難しい問題がある。また、機械的
な芯出し方式においても図８に示すように溝型ジグを用
いてクランプすることができるが、球面レンズのホルダ
ーと同様に旋盤加工でホルダー製作ができないので高精
度のホルダーが容易に製作することができず、更に次の
ようなＺ値が小さいレンズでは芯出しが困難であること
は、表１のとおりである。

【０００５】

【表１】

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来方式で
は不可能又は困難とされていた円筒面（シリンドリカル
レンズ）の芯出しないしは芯取りを、人手に依らずに自
動的に行うようにしたところに本発明が解決しようとす
る課題を有する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の如き課題
を解決するために開発したものであって、対向する一対
の治具にて円筒面レンズ（シリンドリカルレンズ）を挟
圧保持しかつ該円筒面レンズの外径を切削するレンズ芯
取機において、前記治具の固定側レンズホルダー上に前
記円筒面レンズを真空吸着させる工程と、前記吸空吸着
後に測定子移動テーブル上の電気マイクロメータゲージ
ベッドを介して円筒面レンズの測定面上に移動させる工
程と、前記移動後にレンズ軸回転装置を介して円筒面レ
ンズの偏芯量を角度ごとに測定して数値を記憶させる工
程と、前記記憶された数値により最高値の２個所を解折
して稜線方向に誘導する工程と、前記稜線に対して直角
方向２個所の数値を抽出しかつ該数値の平均値を算出す
る工程と、前記円筒面レンズの稜線直角方向で数値の大
きな方向を砥石の回転中心線上かつ進行方向に回転させ
てレンズ軸回転装置を停止させる工程と、前記測定平均
値まで測定数値をフィードバックしながら砥石で押し出
して円筒面レンズの偏芯を修正する工程と、前記移動工
程を繰り返して測定平均値の値が規格値内となった時点
で芯出しを完了する工程とからなることを特徴とするレ
ンズ芯取機における円筒面レンズの自動芯出し方法の提
供にあり、また前記円筒面レンズの自動芯出し方法にお
いて、前記電気マイクロメータのゲージベッドを円筒面
レンズの測定面上から待避させ、更に前記円筒面レンズ
を挟圧保持させるのに挟圧移動側の治具に弾性体を用い
てレンズ芯取機における円筒面レンズの自動芯出し方法
である。

【０００８】更に、本発明は、対向する一対の治具にて
円筒面レンズ（シリンドリカルレンズ）を挟圧保持しか
つ該円筒面レンズの外径を切削するレンズ芯取機におい
て、レンズ軸の回転角度を検出するレンズ軸回転角度検
出器と、前記レンズ軸の任意角度で停止させる装置を備
えたレンズ軸回転装置と、前記治具に円筒面レンズを吸
着保持させる真空装置と、前記治具に吸着保持された円
筒面レンズの偏芯量を測定する電気マイクロメータと、
該電気マイクロマータのゲージヘッドを円筒面レンズの
測定面まで移動させる機動ステージと、前記方法で測定
された偏芯量を記憶しかつ演算するコンピュータと、前
記治具に吸着保持して偏芯量を測定された円筒面をコン
ピュータ指示により円筒面レンズの外径を切削する砥石
と、該砥石にて押圧移動して偏芯を修正させるＮＣ装置
とからなることを特徴とするレンズ芯取機における円筒
面レンズの自動芯出し装置の提供にあり、また前記円筒
面レンズの自動芯出し装置において、前記円筒面レンズ
の偏芯量を測定するのに吸着保持させる固定軸側の形状
をカップ型とし、かつ円筒面レンズを挟圧保持するのに
挟圧移動側のカップ型治具に弾性体を装設してなるレン
ズ芯取機における円筒面レンズの自動芯出し装置であ
る。

【０００９】すなわち、本発明は対向する一対の治具に
て円筒面レンズ（シリンドリカルレンズ）を挟圧保持し
て円筒面レンズの外径を切削するレンズ芯取機におい
て、レンズ軸開園角度検出器、レンズ軸を任意の角度に
て停止させることのできる装置を備えたレンズ軸回転装
置、カップ型治具に円筒面レンズを吸着保持させる真空
装置、前記カップ型治具に吸着保持された円筒面レンズ
の偏芯量を測定する電気マイクロメータ、前記電気マイ
クロメータのゲージヘッドを円筒面レンズの測定面まで
移動させるための移動ステージ、測定された偏芯量を記
憶し演算するコンピュータ、カップ型治具に吸着保持さ
れた偏芯量を測定された円筒面レンズをコンピュータの
指示により円筒面レンズの外径を切削する砥石によって
押圧移動させ偏芯を修正させるＮＣ装置、とを用いて自
動的に円筒面レンズの芯出しを行う方法を提供するとこ
ろに目的を有する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態は、対向する一
対の治具にて円筒面レンズ（シリンドリカルレンズ）を
挟圧保持しかつ該円筒面レンズの外径を切削するレンズ
芯取機において、前記治具の固定側レンズホルダー上に
前記円筒面レンズを真空吸着させる工程と、前記吸空吸
着後に測定子移動テーブル上の電気マイクロメータゲー
ジベッドを介して円筒面レンズの測定面上に移動させる
工程と、前記移動後にレンズ軸回転装置を介して円筒面
レンズの偏芯量を角度ごとに測定して数値を記憶させる
工程と、前記記憶された数値により最高値の２個所を解
折して稜線方向に誘導する工程と、前記稜線に対して直
角方向２個所の数値を抽出しかつ該数値の平均値を算出
する工程と、前記円筒面レンズの稜線直角方向で数値の
大きな方向を砥石の回転中心線上かつ進行方向に回転さ
せてレンズ軸回転装置を停止させる工程と、前記測定平
均値まで測定数値をフィードバックしながら砥石で押し
出して円筒面レンズの偏芯を修正する工程と、前記移動
工程を繰り返して測定平均値の値が規格値内となった時
点で芯出しを完了する工程とからなり、また前記円筒面
レンズの自動芯出し方法において、前記電気マイクロメ
ータのゲージベッドを円筒面レンズの測定面上から待避
させ、更に前記円筒面レンズを挟圧保持させるのに挟圧
移動側の治具に弾性体を用いてなる円筒面レンズの自動
芯出し方法であるから、従来方式では不可能・困難とさ
れていた円筒面レンズの芯出しを自動化することができ
る。

【００１１】また本発明の実施形態は、対向する一対の
治具にて円筒面レンズ（シリンドリカルレンズ）を挟圧
保持しかつ該円筒面レンズの外径を切削するレンズ芯取
機において、レンズ軸の回転角度を検出するレンズ軸回
転角度検出器と、前記レンズ軸の任意角度で停止させる
装置を備えたレンズ軸回転装置と、前記治具に円筒面レ
ンズを吸着保持させる真空装置と、前記治具に吸着保持
された円筒面レンズの偏芯量を測定する電気マイクロメ
ータと、該電気マイクロマータのゲージヘッドを円筒面
レンズの測定面まで移動させる機動ステージと、前記方
法で測定された偏芯量を記憶しかつ演算するコンピュー
タと、前記治具に吸着保持して偏芯量を測定された円筒
面をコンピュータ指示により円筒面レンズの外径を切削
する砥石と、該砥石にて押圧移動して偏芯を修正させる
ＮＣ装置とからなり、また前記円筒面レンズの自動芯出
し装置において前記円筒面レンズの偏芯量を測定するの
に吸着保持させる固定軸側の形状をカップ型とし、かつ
円筒面レンズを挟圧保持するのに挟圧移動側のカップ型
治具に弾性体を装設してなる円筒面レンズの自動芯出し
装置であるから、従来の光学芯出方式や機械的な芯出し
方式では自動化が不可能・困難とされていた円筒面レン
ズの芯出しや芯取りを入手に依らず自動的に行うことが
できる。

【００１２】

【実施例】以下、図面に従って本発明のレンズ芯取機に
おける円筒面レンズの自動芯装置について説明する。図
１から図３は、本発明装置の原理機構を示したものであ
る。この制御図及びフローチャートとからも明らかのよ
うに、本発明の芯出し工程は対向する一対の治具の固定
側レンズホルダー上に円筒面レンズ（シリンドリカルレ
ンズ）を真空吸着させる工程と、前記吸空吸着後に測定
子移動テーブル上の電気マイクロメータゲージベッドを
介して円筒面レンズの測定面上に移動させる工程と、前
記移動後にレンズ軸回転装置を介して円筒面レンズの偏
芯量を角度ごとに測定して数値を記憶させる工程と、前
記記憶された数値により最高値の２個所を解折して稜線
方向に誘導する工程と、前記稜線に対して直角方向２個
所の数値を抽出しかつ該数値の平均値を算出する工程
と、前記円筒面レンズの稜線直角方向で数値の大きな方
向を砥石の回転中心線上かつ進行方向に回転させてレン
ズ軸回転装置を停止させる工程と、前記測定平均値まで
測定数値をフィードバックしながら砥石で押し出して円
筒面レンズの偏芯を修正する工程と、前記移動工程を繰
り返して測定平均値の値が規格値内となった時点で芯出
しを完了する工程とからなる円筒面レンズの自動芯出し
方法であり、また前記円筒面レンズの自動芯出し方法に
おいて前記電気マイクロメータのゲージベッドを円筒面
レンズの測定面上から待避させ、更に前記円筒面レンズ
を挟圧保持させるのに挟圧移動側の治具に弾性体を用い
て円筒面レンズの自動芯出し方法である。

【００１３】図４は本発明装置を示したものであり、１
は円筒面レンズ（シリンドリカルレンズ）、２はレンズ
軸角度検出器、３はレンズ軸回転装置、４は真空装置、
５は電気マイクロメータゲージヘッド、６はカップ型治
具、７はゲージヘッド移動ステーダ、８は砥石及び９は
挟圧治具弾性体である。本発明装置は、対向する一対の
治具にて円筒面レンズ（シリンドリカルレンズ）を挟圧
保持しかつ該円筒面レンズの外径を切削するレンズ芯取
機において、レンズ軸の回転角度を検出するレンズ軸回
転角度検出器と前記レンズ軸の任意角度で停止させる装
置を備えたレンズ軸回転装置と、前記治具に円筒面レン
ズを吸着保持させる真空装置と、前記治具に吸着保持さ
れた円筒面レンズの偏芯量を測定する電気マイクロメー
タと、該電気マイクロマータのゲージヘッドを円筒面レ
ンズの測定面まで移動させる機動ステージと、前記方法
で測定された偏芯量を記憶しかつ演算するコンピュータ
と、前記治具に吸着保持して偏芯量を測定された円筒面
をコンピュータ指示により円筒面レンズの外径を切削す
る砥石と、該砥石にて押圧移動して偏芯を修正させるＮ
Ｃ装置とからなる円筒面レンズの自動芯出し装置であ
り、また前記円筒面レンズの自動芯出し装置において前
記円筒面レンズの偏芯量を測定するのに吸着保持させる
固定軸側の形状をカップ型とし、かつ円筒面レンズを挟
圧保持するのに挟圧移動側のカップ型治具に弾性体を装
設してなる円筒面レンズの自動芯出し装置である。

【００１４】まず、円筒面レンズ（シリンドルカルレン
ズ）１の芯を修正する場合は、円筒面レンズ（シリンド
リカルレンズ）１を挟圧保持する一対の治具のうちカッ
プ型治具６の固定側レンズホルダー上に円筒面レンズ
（シリンドリカルレンズ）を真空装置４を介して真空吸
着させる。ついで、真空吸着させた状態で測定子移動テ
ーブル上の電気マイクロメータゲージヘッド５を介して
円筒面レンズ（シリンドリカルレンズ１の測定面上に移
動させる。更に、レンズ軸回転装置３を起動し円筒面レ
ンズ（シリンドリカルレンズ）１の偏芯量を角度ごとに
制定してその数値を記憶させる。この記憶された数値に
より最高値（凹面では最低値）の２個所を解析して稜線
方向を導きだし、更に稜線に対して直角方向の２個所の
数値を抽出すると共に抽出された数値の平均値を算出し
てこの円筒面レンズ（シリンドリカルレンズ）１の稜線
直角方向で数値の大な方向を砥石８の回転中心線上の進
行方向に回転させてレンズ軸回転装置３を停止させる。
すなわち、砥石８の進行方向に対し稜線の方向を直角に
する。このように、測定平均値まで測定数値をフィード
バックしながら砥石８で押し出して円筒面レンズ（シリ
ンドリカルレンズ）１の偏芯を修正する。

【００１５】以上のような動作を繰り返し測定平均値の
値が規格値内となった時点で芯出しを完了する。そし
て、電気マイクロメータゲージヘッド５を円筒面レンズ
（シリンドリカルレンズ）１の測定面上から待避させて
円筒面レンズ（シリンドリカルレンズ）１を挟圧保持す
るために挟圧移動する側の治具に挟圧治具用弾性体９を
使用して挟圧保持する。なお、クランプする治具に挟圧
治具用弾性体９を使用することにより、挟圧する際に円
筒面レンズ（シリンドリカルレンズ）１の芯が動くこと
なく挟圧保持できる利点があり良好な芯取りができる。

【００１６】図５と図６は、本発明装置の他の実施例を
示したものである。この実施例は、本図から明らかのよ
うに円筒面レンズではなく角型レンズの場合を図示した
ものであり、この場合でも円筒面レンズと同様な構成に
よって同様な作用効果が得られる。

【００１７】

【発明の効果】本発明の構成は、対向する一対の治具に
て円筒面レンズ（シリンドリカルレンズ）を挟圧保持し
かつ該円筒面レンズの外径を切削するレンズ芯取機にお
いて、前記治具の固定側レンズホルダー上に前記円筒面
レンズを真空吸着させる工程と、前記吸空吸着後に測定
子移動テーブル上の電気マイクロメータゲージベッドを
介して円筒面レンズの測定面上に移動させる工程と、前
記移動後にレンズ軸回転装置を介して円筒面レンズの偏
芯量を角度ごとに測定して数値を記憶させる工程と、前
記記憶された数値により最高値の２個所を解折して稜線
方向に誘導する工程と、前記稜線に対して直角方向２個
所の数値を抽出しかつ該数値の平均値を算出する工程
と、前記円筒面レンズの稜線直角方向で数値の大きな方
向を砥石の回転中心線上かつ進行方向に回転させてレン
ズ軸回転装置を停止させる工程と、前記測定平均値まで
測定数値をフィードバックしながら砥石で押し出して円
筒面レンズの偏芯を修正する工程と、前記の移動を繰り
返して測定平均値の値が規格値内となった時点で芯出し
を完了する工程と、からなり、また前記円筒面レンズの
自動芯出し方法において、前記電気マイクロメータのゲ
ージベッドを円筒面レンズの測定面上から待避させ、更
に前記円筒面レンズを挟圧保持させるのに挟圧移動側の
治具に弾性体を用いてなる円筒面レンズの自動芯出し方
法であるから、従来方式では不可能・困難とされていた
円筒面レンズの芯出しを自動化することができる。

【００１８】また本発明の構成は、対向する一対の治具
にて円筒面レンズ（シリンドリカルレンズ）を挟圧保持
しかつ該円筒面レンズの外径を切削するレンズ芯取機に
おいて、レンズ軸の回転角度を検出するレンズ軸回転角
度検出器と、前記レンズ軸の任意角度で停止させる装置
を備えたレンズ軸回転装置と、前記治具に円筒面レンズ
を吸着保持させる真空装置と、前記治具に吸着保持され
た円筒面レンズの偏芯量を測定する電気マイクロメータ
と、該電気マイクロマータのゲージヘッドを円筒面レン
ズの測定面まで移動させる機動ステージと、前記方法で
測定された偏芯量を記憶しかつ演算するコンピュータ
と、前記治具に吸着保持して偏芯量を測定された円筒面
をコンピュータ指示により円筒面レンズの外径を切削す
る砥石と、該砥石にて押圧移動して偏芯を修正させるＮ
Ｃ装置とからなり、また前記円筒面レンズの自動芯出し
装置において前記円筒面レンズの偏芯量を測定するのに
吸着保持させる固定軸側の形状をカップ型とし、かつ円
筒面レンズを挟圧保持するのに挟圧移動側のカップ型治
具に弾性体を装設してなる円筒面レンズの自動芯出し装
置であるから、従来の光学芯出方式や機械的な芯出し方
式では自動化が不可能・困難とされていた円筒面レンズ
の芯出しや芯取りを人手に依らず自動的に行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の制御系を示した説明概要図。

【図２】本発明装置の作動工程を示したフローチャー
ト。

【図３】本発明装置の作動工程を示したフローチャー
ト。

【図４】本発明装置の主要部を示した拡大概要図。

【図５】本発明の他の実施例を示した制御系図。

【図６】図５に示した実施例の拡大概要図。

【図７】従来の芯出し方法を示した説明概要図。

【図８】従来の溝型治具を使用した芯出し装置の説明概
要図。

【符号の説明】

１、１０ 円筒面レンズ（シリンドリカルレンズ） ２ レンズ軸角度検出器 ３ レンズ軸回転装置 ４ 真空装置 ５ 電気マイクロメータ
ゲージヘッド ６、１１ カップ型治具 ７ ゲージヘッド移転ス
テージ ８ 砥石 ９ 挟圧治具用弾性体 １２ 溝型治具

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する一対の治具にて円筒面レンズ
   （シリンドリカルレンズ）を挟圧保持しかつ該円筒面レ
   ンズの外径を切削するレンズ芯取機において、前記治具
   の固定側レンズホルダー上に前記円筒面レンズを真空吸
   着させる工程と、前記吸空吸着後に測定子移動テーブル
   上の電気マイクロメータゲージベッドを介して円筒面レ
   ンズの測定面上に移動させる工程と、前記移動後にレン
   ズ軸回転装置を介して円筒面レンズの偏芯量を角度ごと
   に測定して数値を記憶させる工程と、前記記憶された数
   値により最高値の２個所を解折して稜線方向に誘導する
   工程と、前記稜線に対して直角方向２個所の数値を抽出
   しかつ該数値の平均値を算出する工程と、前記円筒面レ
   ンズの稜線直角方向で数値の大きな方向を砥石の回転中
   心線上かつ進行方向に回転させてレンズ軸回転装置を停
   止させる工程と、前記測定平均値まで測定数値をフィー
   ドバックしながら砥石で押し出して円筒面レンズの偏芯
   を修正する工程と、前記移動工程を繰り返して測定平均
   値の値が規格値内となった時点で芯出しを完了する工程
   と、からなることを特徴とするレンズ芯取機における円
   筒面レンズの自動芯出し方法。
2. 【請求項２】 前記円筒面レンズの自動芯出し方法にお
   いて、前記電気マイクロメータのゲージベッドを円筒面
   レンズの測定面上から待避させ、更に前記円筒面レンズ
   を挟圧保持させるのに挟圧移動側の治具に弾性体を用い
   てなる請求項１記載のレンズ芯取機における円筒面レン
   ズの自動芯出し方法。
3. 【請求項３】 対向する一対の治具にて円筒面レンズ
   （シリンドリカルレンズ）を挟圧保持しかつ該円筒面レ
   ンズの外径を切削するレンズ芯取機において、レンズ軸
   の回転角度を検出するレンズ軸回転角度検出器と、前記
   レンズ軸の任意角度で停止させる装置を備えたレンズ軸
   回転装置と、前記治具に円筒面レンズを吸着保持させる
   真空装置と、前記治具に吸着保持された円筒面レンズの
   偏芯量を測定する電気マイクロメータと、該電気マイク
   ロマータのゲージヘッドを円筒面レンズの測定面まで移
   動させる機動ステージと、前記方法で測定された偏芯量
   を記憶しかつ演算するコンピュータと、前記治具に吸着
   保持して偏芯量を測定された円筒面をコンピュータ指示
   により円筒面レンズの外径を切削する砥石と、該砥石に
   て押圧移動して偏芯を修正させるＮＣ装置と、からなる
   ことを特徴とするレンズ芯取機における円筒面レンズの
   自動芯出し装置。
4. 【請求項４】 前記円筒面レンズの自動芯出し装置にお
   いて、前記円筒面レンズの偏芯量を測定するのに吸着保
   持させる固定軸側の形状をカップ型とし、かつ円筒面レ
   ンズを挟圧保持するのに挟圧移動側カップ型の治具に弾
   性体を装設してなる請求項３記載のレンズ芯取機におけ
   る円筒面レンズの自動芯出し装置。