JPH03111702A - 光学素子の加工方法及び装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は光学素子、特にレンズの研削、研磨加工等を行
う際に、レンズの研削表面の曲率半径を測定するための
球面測定方法及び装置に関するものである。

（従来の技術） 光学素子の球面の測定は、レンズ産業特有のものである
。一般に、レンズ球面の測定は、工程（グラインディン
グ、スムージングおよびボリシング）毎に測定方法が相
違するのが普通である。

即ち、一般に、グラインディングおよびスムージング工
程においては、リングフェロメータ（総称して球面計と
称されている）によるニュートン原器との比較による方
法が多く用いられている。

又、測定精度を向上させることを目的として、エアーマ
イクロ、メータ、電気マイクロメータも利用されている
（光学素子加工技術“８４“参照）。更に、スムージン
グ工程における球面測定は、ニュートン原器、又は、レ
ーザ干渉計によって測定及び検査されている。

一般的に広く用いられている球面計について説明する。

かかる球面計は第５図に示すように基準環の中心にダイ
ヤルゲージを取り付けたものである。凸レンズの場合リ
ングの内径（Ｒ）は次式で求められる。

凹レンズの場合はレンズはリングの外側に接するのでリ
ングのＤ２及びｈ２を上式に入れればよい。

このような球面計の原理を応用して生産現場においては
、基準球面を用意しておき、この基準球面との相対測定
を各工程ごと作業者が行っているのが普通である。

又、球面測定の方法として特開昭６２−６８２６４号公
報に記載されているものもあるが、この方法も上述した
所と同様である。

（発明が解決しようとする課題） かかる従来の技術には以下に示す問題点があった。

球面計による球面の測定は、工程を管理する重要な中間
検査として行われているが、各工程ごと作業者が検査を
行う必要がありるため作業工数がかかる欠点がある。

又、これは人間の感覚によって行う測定方法のため測定
圧力を一定にできず、従って光学素子の球面を正確に測
定することができず測定誤差が発生する。

更に、球面計のエッヂ部と光学素子面とをスムーズに接
触するのが困難であり、前記エツジ部が光学素子面の一
部に強くあたるとキズ、カケ等が発生する。

又、加工終了後の光学素子面には汚れ又は微細なスラッ
ジ等が付着しているため測定誤差又はキズ等を防止する
には光学素子面をフキン、シルボン紙等でふいてから測
定する必要があり作業工数が多くなる。

本発明は上記の欠点を解決するように適切に構成配置し
た上述した種類の自動球面測定装置を提供することを目
的とする。

（課題を解決するための手段および作用）本発明光学素
子の測定方法は、光学素子の球面を測定するにに当たり
、光学素子を１つの加工軸上に保持したままの状態で加
工前の曲率及び加工後の曲率を自動測定することを特徴
とする。

本発明光学素子の球面測定装置は、比較測定物（マスタ
ーレンズ）と、球面計と、その球面計を有する移動可能
な装置と、前記マスターレンズおよび球面計を当接せし
める移動手段と備え、前記移動可能な装置を光学素子の
測定位置まで移動させて光学素子球面とマスターレンズ
との比較測定を行うことを特徴とする。

本発明は球面測定装置は、第１図に示すように、比較測
定物（マスターレンズ）６を保持するアダプタ軸５と、
球面計４と、この球面計４を有する移動可能なアーム７
と、マスターレンズ６と、球面計４とをシリンダ（図示
せず）で移動させかつ当接せしめる移動手段と、インデ
ックス２０の回転軸に取付けた上記アーム７を被測定物
（レンズ３）の測定位置までモータ（図示せず）の回転
により移動させる手段とを具備し、レンズ３とマスター
レンズ６との比較測定を行う。上記球面計４は測定端子
２２により形成され球面測定器９に接続され、かつカー
ブジェネレータ加工機１０及び全体の装置（図示せず）
を制御するラインコントローラに接続され自動計測およ
び自動補正を行い得るように構成する。

一方、レンズ３はカーブジェネレータ工程から搬送手段
（図示せず）によりレンズホルダ２に搬送されエアー吸
引装置（図示せず）により吸引保持する。このときマス
ターレンズとの比較測定は完了している。移動可能なア
ーム７がレンズ３の測定位置まで移動するとワーク軸１
はスピードをコントロールできる装置（図示せず）によ
りスピードをおとしながら球面計４に接触し、カーブジ
ェネレータ加工面の球面を測定し、その測定値を、即ち
、マスターレンズと測定レンズとの曲率の差をカーブジ
ェネレータ加工機１０にフィードバックする。その値が
目標値と異なった場合には、カーブジェネレータ加工機
１０は砥石軸及びワーク軸の数値を変更して自動補正を
行う。測定が終了するとワーク軸１は上昇し、定位置に
もどり、球面計４をもつアーム７はモータ（図示せず）
の回転によりもとの定位置にもどり、ワーク軸１は下降
し砥石８に接触し下軸１２が揺動機構（図示せず）によ
り研削、研磨加工を行う。所定時間後ワーク軸１は上昇
し定位置にもどると、エアー又は市水装置（図示せず）
によりバイブ１５からエアー又は市水がレンズ３に吹付
けられ、レンズ３を洗浄する。

上記研削、研磨加工中、アダプタ軸５がアーム７の先端
部に保持されている球面計４に接触し、球面測定器９に
よりまずマスクレンズ６の球面を測定する。その後アダ
プタ軸５が上昇し定位置に戻ると移動可能なアーム７が
研削、研磨加工を終了したレンズ３の測定位置まで移動
して、上記カーブジェネレータ加工後の球面測定と同様
の方法で測定を行う。測定値は全体の装置（図示せず）
を制御するラインコントローラで制御し目標値が異なっ
た場合は研削、研磨加工機にマスターレンズ６と測定レ
ンズの曲率の差をフィードバックするとともに研削、研
磨加工機は砥石軸の数値を変更し自動補正を行う。この
ような球面測定方法を常時又は数個置きに測定する。

上記の構成又は方法によれば、インプロセス計測による
球面測定のため、作業工数が低減し、かつ測定精度の向
上及び測定圧力が一定のため測定誤差を防止するととも
にレンズ面に汚れ等が発生しないためレンズのクリーニ
ングの作業工数が低減し、取扱いによる不良を阻止し得
る作用を有する。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明
する。

なお以下の発明において第１図に示した構成部材と同一
機構部材には同一符号を付して示す。

（第１実施例） 第２図は本発明にかかる球面測定方法及び装置の第１実
施例を示す概略構成図である。本実施例の球面測定装置
３０は、マスターレンズ６を保持するアダプタ軸５と、
球面計４を保持する移動可能なアーム７と、マスターレ
ンズ６および球面計４をシリンダ（図示せず）で移動さ
せ当接せしめる移動手段と、インデックス２０の回転軸
に取付けられたアーム７をレンズ３の測定位置までモー
タ軸（図示せず）により移動させる手段とを具備し、レ
ンズ３とマスターレンズ６との比較測定を行う。

上記球面計４は測定端子２２により形成され球面測定器
９に接続され、かつカーブジェネレータ加工機１０及び
全体の装置（図示せず）を制御するラインコントローラ
に接続され、研削、研磨加工機の加工軸上でカーブジェ
ネレータ加工後のレンズ球面および研削、研磨加工後の
レンズ球面を１つの加工軸上で測定し、自動計測及び自
動補正をし得るように構成する。

次に上述した球面測定方法及び装置の作用について全体
の動きを順を追って説明する。

レンズ３はカーブジェネレータ工程から搬送手段（図示
せず）により、研削、研磨工程の加工機に搬送し、エア
ー吸引装置（図示せず）により、レンズホルダー２に吸
引保持する。次に移動可能なアーム７がマスターレンズ
６上の測定位置までｆＪ［ｌする。一方マスターレンズ
６はアダプター軸５に保持され定位値に位置されている
。移動可能なアーム７がマスターレンズ６上の測定位置
までくると、アーム７軸５はシリンダ（図示せず）によ
り下降し、アーム７先端部に保持されている球面計４に
スピードを落としながら接触し、球面測定器９によりマ
スターレンズ６の球面を測定する。

球面測定器９にはこの測定値をインプットしておく。測
定が終了すると、アダプター軸５は、シリンダ（図示せ
ず）により上昇し、下降前の定位置にもどると、インデ
ックス２０の回転軸に取付けられたアーム７がモータ（
図示せず）の回転によりワーク軸１上の定位置にくる。

その後ワーク軸１はスピードをコントロールできる装置
（図示せず）によりスピード落としながら下降し、球面
計４に接触し、その後、上記レンズホルダー２に保持さ
れて前記カーブシネレータ加工機１０で加工した加工面
の球面を測定する上記球面測定器９にインプットしであ
るマスターレンズの測定値との差を球面測定器９によっ
て自動計測し、その測定値をカーブジェネレータ加工機
１０にフィードバックする。

その値が目標値と異なった場合には、カーブジェネレー
タ加工機１０は砥石軸及びワーク軸の数値を変更し自動
補正を行う。カーブジェネレータ加工機１０で加工した
加工面の測定が終了すると、ワーク軸１は上昇して定位
置に戻り、アーム７はモータの回転により定位置にもど
る。　その後、ワーク軸１は下降して砥石８に接触し、
下軸１２が回転機構及び揺動機構（図示せず）により研
削、研磨加工を行う。所定時間後、ワーク軸１は上昇し
て定位置に戻ると、エアー又は市水装置（図示せず）に
よりバイブ１５からエアー又は市水がレンズ３に吹付け
られ、レンズ３を洗浄する。その間に研削、研磨加工機
の回転および揺動も停止する。

上記、研削、研磨加工中アダプタ軸５はシリンダ（図示
せず）により下降し、アーム７の先端部に保持されてい
る球面計４にスピードを落としながら接触し、球面測定
器９によりマスターレンズ６の球面を測定する。球面測
定器９は上記カーブジェネレータ加工面の測定と同様、
マスターレンズ６の測定値をインプットしておく。測定
が終了すると、アダプタ軸５が上昇して定位置に戻り移
動可能なアーム７が研削、研磨加工終了したレンズ３の
測定位置まで移動すると、上記カーブジェネレータ加工
後の球面測定と同様な方法で球面測定を行う。

測定値は全体の装置（図示せず）を制御するラインコン
トローラで制御し、目標値が異なった場合は研削、研磨
加工機にマスターレンズ６と測定レンズの曲率の差をフ
ィードバックするとともに研削、研磨加工機は砥石軸の
数値を変更し自動補正を行う。このような球面測定を常
時又は数個置きに測定する。

本実施例によれば、インプロセス計測のため大幅なコス
トダウンが可能になるとともに、測定誤差を防止できる
ため、測定精度が一段と向上し同一条件で効率良く球面
測定を行うことができる。

又、常時自動補正を行うことにより各工程の品質が安定
し、従って最終工程（研磨工程）のＮＲ高品質安定化し
品質不良を防止することができる。

更に、光学素子を加工軸上に保持したままの状態で測定
を行うことにより、測定時間の短縮および球面測定装置
の設備が簡易化されコストダウンが可能になる。

（第２実施例） 第３図は本発明球面測定方法及び装置の第２実施例を示
す概略構成図である。

本実施例では、研削、研磨加工後にレンズ３に付着した
研削液等の水分３１を除去し得るように工作物測定方法
を実施する装置を構成する。これがためレンズ３の測定
精度を一段と向上させることができる。

第３図に示す例では、研削、研磨加工終了後、エアー又
は市水装置（図示せず）によりパイプ１５からエアー又
は市水をレンズ３に吹付けてレンズ３を洗浄する。その
後ワーク軸１は上昇し、下降前の位置に戻りると、吸水
具１３が回転機構（図示せず）による回転を停止し、次
いで回転アーム１４が回転し、ワーク軸１上の定位置に
（る。その後ワーク軸１が下降し吸水具１３に接触する
と、吸水具１３が回転機構（図示せず）により回転を始
め、水分及び汚れ等を取除き所定時間後、回転は停止し
ワーク軸１は上昇を始め、定位置に戻る。又、吸水具１
３は回転アーム１４により、回転アームにより回転前の
定位置に位置する。その他の構成即ち、球面測定方法及
び装置は第１実施例の場合と同様であるので説明を省略
する。

本実施例によれば、第１実施例と同様の効果を奏するこ
とができるとともにレンズ３に付着している水分、切粉
、汚れ等を除去した後、球面測定を行うことにより、測
定誤差及び測定時に発生するキズ発生の防止を更に高め
ることができる。

（第３実施例） 第４図は本発明球面測定方法及び装置の第３実施例を示
す概略構成図である。

本実施例の測定方法は、第１および第２実施例がマスタ
ーレンズによる比較測定方法であるのに対し、レンズ球
面上の２点を測定し高低差により球面精度を測定する手
段である。

本実施例の球面測定装置はレンズ３の曲率を測定センサ
１７．１８と、この測定センサ１７．１８が一端で固定
されワーク軸１まで移動させる。回転アーム７から形成
されている。測定センサ１７．１８は球面測定器９に接
続され、かつ、カーブジェネレータ加工機１０及び全体
の装置（図示せず）を制御するラインコントローラに接
続して自動計測、自動補正し得るように構成する。一方
レンズ３はレンズホルダ２に保持され、ワーク軸１が下
降し砥石８に接触し得ると同時に、下軸１２が回転し加
工し得るように構成する。

次に、本例球面測定方法及び装置について、全体の動き
を順を追って説明する。レンズ３はカーブジェネレータ
加工後、研削、研磨工程に搬送手段（図示せず）により
レンズホルダ２に保持される。測定センサ１７．１８は
回転アーム７先端部に固定され、回転機構（図示せず）
により、回転アーム７が回転し、ワーク軸１上の定位置
に位置する。

その後ワーク軸１が下降し、測定センサ１７．１８に接
触すると、球面測定器９により測定を開始する。

この際、レンズ３の曲率の差をあらかじめ測定器にイン
プットしておく。測定器はその曲率の差を計算しカーブ
ジェネレータ加工機１０にその測定値をフィードバック
する。又目標値をオーバした場合自動補正を行う。測定
が終了すると、ワーク軸１は下降し下軸１２に固定され
ている砥石８に接触し、下軸１２が回転及び揺動機構（
図示せず）により、研削、研磨加工機がレンズ３を加工
を行う。

所定時間後、ワーク軸１は上昇し定位置に位置すると市
水装置又はエアー装置（図示せず）により、パイプ１５
からエアー又は市水をレンズ３に吹付はレンズ３の表面
を洗浄（クリーニング）すると、研削、研磨加工機の回
転及び揺動機構も停止する。

その後、回転機構（図示せず）により回転アーム７がモ
ータの回転によりワーク軸１上の定位置に位置する。そ
の後ワーク軸１はスピードをコントロールできる機能（
図示せず）を有するためスピードを落としながら下降し
、測定センサ１７．１８に接触して球面測定器９により
研削、研磨加工後のレンズ３の曲率を測定する。測定内
容は上記カーブジェネレータ加工後の測定内容吉同−の
ためその説明を省略する。

本実施例によれば、第１および２実施例の場合と同様の
効果を奏することができると共に第１および２実施例の
設備（マスターレンズ及びアダプタ軸等）は不必要とな
る。

又、本実施例の測定方法はマスターレンズが不必要とな
るため、多種類のレンズ形状に対応できる。

（発明の効果） 上述したように、本発明によれば、自動測定により大幅
なコストダウンを行うことができる。

又、人間の測定から機械的な測定に変更したことにより
測定誤差を防止できるとともに、測定精度を一段と向上
させることができる。

更に、取扱い不良（パリ、キズ等）を防止することがで
きる。

常時、自動補正を行っているため、各工程の品質が安定
し、従って最終工程（研磨工程）のＮＲ品質を安定化し
、品質不良を防止することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明球面測定方法の概念を示す説明図、 第２図は本発明球面測定方法を実施する装置の第１実施
例を示す構成説明図、 第３図は本発明球面測定方法を実施する装置の第２実施
例を示す構成説明図、 第４図は本発明球面測定方法を実施する装置の第３実施
例を示す構成説明図、 第５図は従来の球面測定装置を示す構成説明図である。 ワーク軸 レンズホルダ 被測定物（レンズ） 球面計 アダプター軸 比較測定物（マスターレンズ） アーム 砥石 球面測定器 カーブジェネレータ加工機 下軸 吸水具 回転アーム パイプ ・・・　測定センサ インデックス 測定端子 球面測定装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光学素子の球面を測定するに当たり、光学素子を１
   つの加工軸上に保持したままの状態で加工前の曲率及び
   加工後の曲率を自動測定することを特徴とする光学素子
   球面測定方法。 ２、光学素子の球面測定装置において、比較測定物（マ
   スターレンズ）と、球面計と、その球面計を有する移動
   可能な装置と、前記マスターレンズおよび球面計を当接
   せしめる移動手段とを備え、前記移動可能な装置を光学
   素子の測定位置まで移動させて光学素子球面とマスター
   レンズとの比較測定を行うことを特徴とする光学素子球
   面測定装置。