JP3840154B2

JP3840154B2 - Lens centering method, lens processing method and lens

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Publication number: JP3840154B2
Application number: JP2002204989A
Authority: JP
Inventors: 研二藤原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2022-07-15
Also published as: JP2004042220A

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、レンズ形状による心出し難易度を示す心出し係数および前記球面部の面粗さにより複数のグループに分類し、各グループごとに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適正値を予め定めておき、前記レンズ形状による心出し係数および前記面粗さに応じて、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つを前記適正値で制御することを特徴とする。
【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。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を下方へ移動させる。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う。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]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a lens centering machine for processing a circular peripheral side surface of a lens having two surfaces of A surface and B surface, efficiently and stably centering the lens by the bell clamp method, and the lens manufacturing cost. The present invention relates to a lens centering method, a lens processing method, and a lens that can contribute to the reduction of the lens.
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing process of a lens which is an optical element, conventionally, in a centering process (centering process) in which a lens having a spherical surface on both sides (A surface, B surface) is centered, the lens is clamped at a low pressure, A lens processing method is known in which centering is performed by rotating the lens shaft at a high speed, and then switching to a high-pressure clamp to rotate the lens shaft at a low speed to perform highly accurate centering without variation. (See JP-A-48-48140).
[0003]
In the above prior art, when centering by clamping at low pressure and sliding the lens, even if the clamp actuator is at low pressure, the clamping force during centering, that is, the lens clamping force increases, and the centering action There is a tendency to lower.
[0004]
More specifically, in a structure in which the pressure of the cylinder, such as a cylinder, is applied to the lens via a regulator and clamped, if the cylinder pressure is small, but the cylinder has a large inner diameter, the clamp when the lens is centered is clamped. The force increases, which may reduce the centering efficiency or prevent centering.
[0005]
Therefore, when clamping the lens at a low pressure and centering the lens by high speed rotation, a pressure control unit for controlling the clamping force at the low pressure is required.
[0006]
Japanese Patent Laid-Open No. 58-160051 discloses a centering method in which a lens is held at a low pressure and a low speed while rotating a cup-shaped lens holder, and then the lens is pressed at a high pressure. In this case as well, the lens is likely to become unstable when the lens is held at a low pressure, and a control unit for controlling the clamping force at the time of centering is necessary as described above.
[0007]
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-1492 discloses a method of reducing friction between the lens holder and the lens to be processed by allowing a fluid to flow inside one or both of the lens holders. ing.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
According to the above-described 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, which increases the cost of the apparatus. There is an unresolved issue.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-mentioned unsolved problems of the prior art, and by adjusting the centering conditions according to the lens shape and the like in the lens centering machine, the centering by the low pressure clamp is performed. 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 a lens manufacturing process and greatly reducing the apparatus cost and processing cost for manufacturing the lens.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the lens centering method of the present invention is a method in which the spherical surface portion of the lens is subjected to low pressure by a pair of lens holders in a step of processing a round side peripheral surface of a lens having spherical portions on both surfaces. A lens centering method for pinching and rotating around the lens axis to classify the lens into a plurality of groups according to a centering coefficient indicating the difficulty of centering due to the lens shape and the surface roughness of the spherical portion, For each group, appropriate values for centering rotation speed, centering time and lens clamping force at the time of centering are determined in advance, and according to the centering coefficient and the surface roughness due to the lens shape , the centering rotation speed, At least one of the centering time and the lens clamping force is controlled by the appropriate value .
[0018]
[Action]
In a bell clamp type lens centering machine, in order to efficiently and stably center the lens by clamping the lens at a low pressure and rotating it around the lens axis, a centering coefficient indicating the degree of centering difficulty by the lens shape is obtained. . The centering coefficient predicts the difficulty of centering each lens and estimates the friction with the lens holder based on the surface roughness of the lens to set the appropriate centering conditions for the lens to be processed. Then do the centering.
[0019]
For example, the lens is classified into a plurality of groups based on the predicted centering difficulty and surface roughness as described above, and the centering rotation speed, the centering time, and the lens clamping force at the time of centering for each group. The appropriate value of at least one of the above is set.
[0020]
Centering under proper centering conditions according to the lens shape and surface roughness improves stability during low-pressure clamping and improves centering efficiency. This can contribute to a reduction in lens processing costs.
[0021]
Further, the cost of the apparatus can be reduced by omitting a control unit for pressure control at the time of low pressure clamping.
[0022]
The centering rotational 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 a short time from the viewpoint of processing cost.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
FIG. 1 shows a lens centering machine equipped with a lens centering clamp device used in one embodiment . This is because the lens W is attracted and temporarily held by the fixed bell holder 1 in the center of the figure, and the bell holders 1 and 2 as lens holders are rotated at a low speed by the first rotation driving unit 3 while the movable bell holder 2 is moved downward. Before moving to. Each bell holder 1 is utilized by utilizing a tangential force acting on a contact point between the lens contact portion 2a of the movable side bell holder 2 and the lens W in the process of holding the lens W between the fixed side bell holder 1 and the movable side bell holder 2. , 2 of the lens contact portion 1a, it rows initial centering by sliding the lens W to 2a. Subsequently, the suction of the lens W is released, and the second rotation driving unit is held in a state where the lens W is sandwiched between the bell holders 1 and 2 with a lens clamping force (clamping force) of 9.8 N or more and 98 N or less. 7, the centering is completed by rotating the bell holders 1 and 2 at a high speed for a preset centering time.
[0026]
The centering time by this high-speed rotation is stopped after high-speed rotation for a fixed time, and when rotating again at high speed for a fixed time, it is from the start of the initial high-speed rotation to the completion of the final high-speed rotation.
[0027]
Regarding the lens clamping force, if the above range is expanded, the centering condition is expanded, but the cost of the apparatus is increased.
[0028]
The stationary bell holder 1 is integrally coupled to a spindle 11 having a hollow portion 11 a and is rotatably supported by a bearing 12 of the spindle 11. The hollow portion 11a of the spindle 11 is connected to a vacuum source (not shown) by a nipple 11b, and generates a vacuum suction force for attracting the lens W to the lens contact portion 1a of the fixed bell holder 1.
[0029]
The movable bell holder 2 is integrally coupled to one end of a spindle 21, and the spindle 21 is rotatably supported by a bearing 22.
[0030]
The first rotation drive unit 3 that rotates both the bell holders 1 and 2 is movable with the rotary shaft 32 and the

gear trains

33 and 34 that transmit the drive of the motor 30 to the spindle 11 of the fixed-side bell holder 1 by the operation of the electromagnetic clutch 30a. It can be freely connected to

gear trains

35 and 36 that transmit to the spindle 21 of the side bell holder 2.
[0031]
The rotation speed of the bell holders 1 and 2 by the first rotation driving unit 3 is arbitrarily controlled by a low speed rotation of 100 rpm or less, and a centering step (centering) in which the outer peripheral portion (side peripheral surface) of the lens W is ground by the grindstone 5. Used for processing).
[0032]
The grindstone 5 is configured to be able to rotate by transmitting rotation to the grindstone spindle 51 from a rotation source (not shown).
[0033]
The grindstone peripheral speed at the time of 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 mechanism 53 that moves parallel to the

spindles

11 and 21 and a feed slide unit (not shown) that has a mechanism 52 that moves vertically. Grind the side surface.
[0035]
The second rotary drive unit 7 that rotates both the bell holders 1 and 2 is movable with the rotary shaft 32 and the

gear trains

33 and 34 that transmit the drive of the motor 70 to the spindle 11 of the fixed-side bell holder 1 by the operation of the electromagnetic clutch 70a. It can be freely connected to

gear trains

35 and 36 that transmit to the spindle 21 of the side bell holder 2.
[0036]
The number of rotations of the bell holders 1 and 2 by the second rotational drive unit 7 is arbitrarily controlled within a range of 2000 rpm or less, and the lens centering by automatic clamping is performed by rotating both the bell holders 1 and 2 at a high speed as described above. Used for.
[0037]
Further, the second rotation drive unit 7 can arbitrarily set the operation time in 30 seconds or less with a timer (not shown).
[0038]
The axial drive unit 4 that moves the movable side bell holder 2 in the axial direction pressurizes and moves the axial center of the movable side bell holder 2. The rotational center of the movable side bell holder 2 and the drive shaft of the axial direction drive unit 4 are moved. A cylinder 42 having a matched piston 41,

center pressing jigs

43 and 44, a flexible joint 45, a movement detection sensor 46 for the cylinder 42, and the like are included.
[0039]
The cylinder 42 is supported on a main body base (not shown). As described above, the axis center of the cylinder 42 and the axis center of the movable side bell holder 2 are arranged on the same straight line. Connected to the piston 41, the center pressing jig 43 is connected to the flexible joint 45 and also connected to the spindle 21 of the movable bell holder 2.
[0040]
The movement detection sensor 46 of the cylinder 42 is a sensor that is disposed in the housing of the cylinder 42 and detects that the movable side bell holder 2 has reached the lens W. When the movement distance to the lens W changes, the movement detection sensor 46 46 is configured to be movable in the axial direction of the housing of the cylinder 42.
[0041]
The cylinder 42 can be freely connected to a low-pressure regulator for low-pressure clamping and a high-pressure regulator for high-pressure clamping via a pressure direction switching valve (not shown). The pressurizing direction switching valve is used for the downward axial movement and the upward axial movement of the movable bell holder 2.
[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 is to move the movable bell holder 2 in the axial direction toward the fixed bell holder 1 that adsorbs the lens W. In the centering of the lens by automatic clamping, the bell holders 1 and 2 are rotated at a high speed.
[0043]
As described above, the drive unit of the grindstone 5 includes an unillustrated axial slide unit, a feed slide unit, a grindstone spindle 51, and the like disposed on the upper surface of a support base of a centering machine (not illustrated). .
[0044]
A grinding liquid is supplied to an area where the side peripheral surface of the lens W is ground by the grindstone 5 by a grinding liquid supply unit (not shown).
[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 liquid does not splash on the axial slide unit and the feed slide unit. Further, the grinding liquid cover 8 is configured so that the grindstone 5 can be freely operated by a feed slide unit and an axial slide unit at a portion in contact with the grindstone spindle 51. The cover 8 is provided with a grinding liquid drain port 80.
[0046]
In addition, the spindle cover 13 of the fixed side bell holder 1 is connected to the spindle cover 13 of the conical fixed side bell holder.
[0047]
Further, the spindle cover 23 of the cylindrical movable side bell holder 2 is arranged at a position adjacent to the outer periphery of the bearing 22.
[0048]
The spindle cover 23 of the movable bell holder 2 has a multi-hole on the inner surface side and has a structure capable of supplying air to the multi-hole. Further, air is supplied to the circumferential portion of the bearing 22 from an air supply source (not shown). It has a function to erupt.
[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]
In order to improve the efficiency and reliability of the centering process in which centering is performed by rotating the lens at a low pressure with the bell holder held between the bell holders at a low pressure as described above after releasing the lens adsorption by the bell holder as described above. The lenses are classified two-dimensionally based on the centering coefficient representing the difficulty of centering by the lens shape and the surface roughness of the spherical surface 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 as follows using the radius of curvature of the spherical surfaces of the A surface and B surface of the lens and the outer diameter of the lens holder (bell holder). It is a coefficient. That is, it is an absolute value obtained by adding or subtracting the ratio of the lens holder outer diameter and the radius of curvature of the lens A surface and the ratio of the lens holder outer diameter and the radius of curvature of the lens B surface depending on the shape of the lens.
[0052]
[Equation 3]

D1, D2: Bell holder outer diameter (mm)
R1, R2: Curvature radius of lens A and B surfaces (mm)
±: + for biconvex and biconcave lenses,-for meniscus lenses
[0053]
The larger the coefficient value, the easier the centering, and the smaller the coefficient value, the harder the centering.
[0054]
In addition, regarding the surface roughness of the spherical surfaces of the A surface and B surface of the lens, the round processing of the side peripheral surface of the lens is roughly divided into rough grinding, fine grinding or after polishing, and which process Depending on the completion, the surface roughness of both surfaces of the lens is different, and the coefficient of friction with the bell holder is different, so that the centering effect is affected.
[0055]
Therefore, the lenses are two-dimensionally classified into a plurality of groups based on the centering coefficient and lens surface roughness depending on the lens shape, and the centering rotation speed, centering time, and lens clamping force during centering are determined for each group. Optimize each.
[0056]
For example, the centering coefficient is divided into 6 levels from 0 to 0.7, and the surface roughness is divided into 4 levels of 10 μm or less, and the centering conditions are examined and evaluated for each group. The 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 shown in Table 1, centering by the bell clamp method is possible if the mechanical accuracy is improved, but the apparatus and processing cost are increased. With a general lens, it is possible to obtain an optical decentration of less than 5 minutes by grinding the outer circumference almost uniformly, eliminating the need for mechanical centering and making adjustments at the time of lens installation. Can be suppressed.
[0058]
Specifically, regardless of the surface roughness of the A and B surfaces of the lens, the lens clamping force is set to 9.8 N to 98 N, and the outer periphery is ground almost uniformly, so that the optical eccentricity is within 5 minutes. Could get.
[0059]
When the lens clamping force is less than 9.8 N, the lens cannot be clamped completely and the lens moves, so that it is not possible to clamp at a position where the outer periphery is ground almost uniformly. When the lens clamping force exceeds 98 N, the fixed side bell holder or the movable side bell holder may damage the lens, resulting in poor appearance.
[0060]
For lenses having a centering coefficient of 0.02 and not more than 0.07 in Table 2, the lens clamping force at the time of centering is 9.8 N or more, and the upper limit depends on the surface roughness of the lens. When the lens clamping force at the time of centering is less than 9.8 N, it is difficult to clamp at the centering position due to the centrifugal force acting by the rotation at the time of centering and the weight of the lens. In addition, the upper limit of the usable lens clamping force at the time of centering becomes lower as the surface roughness becomes rougher.
[0061]
That is, when the surface roughness becomes rough, the friction between the lens and the bell holder becomes large, the reproducibility of the centering is deteriorated, and the quality of the optical eccentricity is not stable.
[0062]
In addition, the allowable range of the lens clamping force with the same surface roughness varies depending on the difference in the material of the lens, in order to prevent the fixed side bell holder or the movable side bell holder from scratching the lens and causing poor appearance. The pinching force of the soft material lens is weak within the allowable range, and the pinching force of the hard material lens is set 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 performance deteriorates, so the surface roughness increases. Set the rotation speed.
[0064]
When a rotational speed slower than the setting shown in Table 2 is set, the reproducibility of centering deteriorates and the quality of optical decentering is not stable. In addition, when a rotational speed faster than the setting is set, 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 reduces the appearance and optical eccentricity due to scratches on the lens. Invite.
[0065]
The centering time is set between 5 seconds and 30 seconds, but as the surface roughness increases, the friction between the lens and the bell holder increases, the reproducibility of centering deteriorates, and the quality of the optical eccentricity is reduced. Not stable.
[0066]
When a time shorter than the setting in Table 2 is set, the reproducibility of centering is deteriorated, and the quality of optical decentering is not stable. Also, if you set a longer time than the set time, the bell holder is rotated at a high speed for a long time, so the wear and damage of the bell holder is accelerated, the life of the bell holder is shortened, and the appearance defect due to scratches on the lens and optical eccentricity It causes deterioration.
[0067]
In Tables 2 to 6, it can be seen that the centering becomes easier as the centering coefficient increases.
[0068]
In Tables 3 to 6, as in Table 2, the lens clamping 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. When the lens clamping force at the time of centering is less than 9.8 N, it is difficult to clamp at the centering position due to the centrifugal force acting by the rotation at the time of centering and the weight of the lens. In addition, the upper limit of the lens clamping force that can be used during centering increases as the surface roughness increases, and the friction between the lens and the bell holder increases, resulting in poor centering reproducibility and unstable optical eccentricity.
[0069]
With the same surface roughness, the allowable range of the lens clamping force varies depending on the lens material. That is, in order to prevent the lens from being scratched by the fixed side bell holder or the movable side bell holder and causing the appearance to deteriorate, the clamping force when the lens is a soft material is weak within an allowable range, and the lens is a hard material. In this case, the clamping force is set strongly within the allowable range.
[0070]
With respect to the centering rotation speed, a lens that can be easily centered can be centered with a slower rotation. As the surface roughness becomes rougher, the friction between the lens and the bell holder becomes larger and the centering property becomes inferior.
[0071]
Table 3 shows the centering conditions for lenses with a centering coefficient greater than 0.07 and less than or equal to 0.10.
[0072]
Table 4 shows the centering conditions of the lens whose centering coefficient exceeds 0.10 and is 0.15 or less.
[0073]
Table 5 shows the centering conditions for lenses having a centering coefficient greater than 0.15 and less than or equal to 0.30.
[0074]
Table 6 shows the centering conditions for lenses having a centering coefficient greater than 0.30 and less than or equal to 0.70.
[0075]
When a rotational speed slower than the settings in Tables 3 to 6 is set, the reproducibility of the centering is deteriorated and the quality of the optical eccentricity is not stable. Also, if a faster rotation speed is set, the centrifugal force acting during centering accelerates wear and damage to the bell holder, shortens the life of the bell holder, and results in poor appearance due to scratches on the lens or optical eccentricity deterioration. It was.
[0076]
Similarly, the centering time can be adjusted in a shorter time as the lens is easier to center.
[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 decentering is not stable.
[0078]
When a time shorter than the settings in Tables 3 to 6 is set, the reproducibility of centering is deteriorated, and the quality of optical decentering is not stable. If a time longer than the setting is set, the bell holder is rotated at a high speed for a long time.This shortens the wear and damage of the bell holder, shortens the life of the bell holder, and reduces the appearance or optical eccentricity due to scratches on the lens. became.
[0079]
[Table 1]

[0080]
[Table 2]

[0081]
[Table 3]

[0082]
[Table 4]

[0083]
[Table 5]

[0084]
[Table 6]

[0085]
【The invention's effect】
Since this invention is comprised as mentioned above, there exists an effect described below.
[0086]
In a lens centering method for performing round processing of a lens having two surfaces of A and B surfaces, centering is performed based on a centering coefficient indicating the difficulty of centering due to the lens shape and surface roughness of both surfaces of the lens. By controlling at least one of the rotational speed, the centering time, and the lens clamping force at the time of centering, the centering of the lens can be performed efficiently and stably. As a result, the centering cost of the lens can be greatly reduced.
[0087]
Further, by omitting a pressure control unit that finely controls the lens clamping force at the time of lens centering at a low pressure, the apparatus cost can be reduced.
[0088]
In this way, it is possible to contribute to the reduction of the manufacturing cost of the lens.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a lens centering clamp device of a lens centering machine.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed side bell holder 2 Movable side bell holder 3 1st rotational drive part 4 Axial direction drive part 5 Grinding wheel 7 2nd rotational drive part 8 Cover

Claims

In the process of rounding the side peripheral surface of a lens having spherical portions on both surfaces, the lens portion is centered by holding the spherical portion of the lens at a low pressure by a pair of lens holders and rotating it around the lens axis. A delivery method,
It is classified into several groups according to the centering coefficient indicating the difficulty of centering depending on the lens shape and the surface roughness of the spherical part. A value is determined in advance, and at least one of the centering rotation speed, the centering time, and the lens clamping force is controlled with the appropriate value in accordance with the centering coefficient and the surface roughness according to the lens shape. Lens centering method characterized.

A lens centered by the lens centering method according to claim 1 and having a rounded side peripheral surface.

A lens processing method comprising: a centering step of centering a lens by the lens centering method according to claim 1 and processing a circular shape of a side peripheral surface of the lens.