(57)【要約】【課題】プロジェクタ用モールドレンズの芯取り及び面取り加工時間を大幅に短縮する。【解決手段】砥石本体４１の外周端部に同一形状の第１溝４２Ｌおよび第２溝４２Ｒを砥石軸に対してタンデム状に形成し、第１砥粒層４３Ｌとして粒度＃２７０の砥粒を、第２砥粒層４３Ｒとして粒度＃４００の砥粒を各々電着する。そして、第１砥粒層４３Ｌで大部分の偏肉を除去し、次いで砥石部４を軸方向に対しスライドさせて第２砥粒層４３Ｒで仕上げを行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ面を両側からクランプし砥石でレンズの外周端部を研削するレンズ芯取り装置であって、前記砥石は粒度の異なる複数の砥粒層を外周端面に砥石軸に沿ってタンデム状に備え、レンズの研削量に応じ最適粒度の砥粒層を選択できることを特徴とするレンズ芯取り装置。
【請求項２】
一の砥粒層による研削が終了すると、前記砥石を砥石軸方向に対しスライドさせて他の砥粒層による研削をするＸ−Ｙスライダを備えている請求項１に記載のレンズ芯取り装置。
【請求項３】
前記砥石は外周端部に同一形状の溝をタンデム状に形成し、該溝に粒度の異なる砥粒層が被膜されている請求項１又は２に記載のレンズ芯取り装置。
【請求項４】
レンズの外周端部を研削する砥石であって、前記砥石は粒度の異なる複数の砥粒層を外周端部に砥石軸に沿ってタンデム状に備えることを特徴とするレンズ芯取り用砥石。
【請求項５】
前記砥石は外周端部に同一形状の溝をタンデム状に形成し、該溝に粒度の異なる砥粒層が被覆されている請求項４に記載のレンズ芯取り用砥石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ芯取り装置及びその砥石、特に、簡素な機構によってプロジェクタレンズ又はモールドレンズ等の取り代量の多いレンズの芯取り及び面取り加工時間を大幅に短縮することが可能なレンズ芯取り装置及びその砥石に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータの普及に伴い、大画面表示装置としてＯＨＰやスライドプロジェクタを用いたプレゼンテーションから、小型の液晶プロジェクタを用いた電子プレゼンテーションへの移行が急速に進んでいる。ほんの５、６年前までは大画面表示装置としては、いわゆるＣＲＴプロジェクタが主流であったが、画面全域で小さい文字まで鮮明に表示できる解像度の良さ、場所を選ばず持ち運びに便利な小型かつ軽量性から、液晶プロジェクタがこれに置き換わろうとしている。例えば、会議または講習会において、社員又は講師がパソコンの液晶画面を液晶プロジェクタでスクリーン上に投影表示させてプレゼンテーション又はレクチャーする光景をよく見かけるようになった。他方、各家庭においても、液晶プロジェクタを家庭用ビデオ機に接続して映像をスクリーン上に投影表示させて映画鑑賞等に興じる光景をよく見かけるようになった。
このような液晶プロジェクタの普及に伴いそれに使用されるプロジェクタ用レンズの需要もまた増大するようになった。
また、ＩＣの集積化技術の進歩によりデジタルカメラおよびカメラ付き携帯電話が普及するようになった。ところで、これらに使用されるカメラ用レンズとしては、非対称球面レンズがよく用いられている。
一方、レンズの製造方法としては、円盤状のガラス板をカーブジェナレーターと称するダイヤモンドの砥石を使用して目的の曲率に切削加工するという製造方法の他、溶解したレンズ素材を金型に入れてプレスして目的の曲率のレンズを製造するプレス成型法がある。特に、前者の製造方法では、表面の曲率が異なる非対称球面レンズを製造することは難しいが、後者ではコンピュータで制御された超精密工作機械を使用して非対称球面形状の金型を作り、その金型にレンズ素材を注入してプレス成型を行うことにより、容易に非対称球面レンズを製造することが出来る。特に、プレス成型によって製造されたレンズのことをモールドレンズと称している。このようにして製造した粗レンズは、表面を精巧に研磨され、洗浄された後、レンズ光軸とレンズ外径の中心とを一致するようにレンズの外周端部を削る、いわゆる芯取り加工が行われる。
従来のレンズ芯取り装置では、砥石のＸ（径方向）−Ｙ（軸方向）軌跡に対応したカムプロファイルを持ったカムを駆動することによって砥石を所望のＸ−Ｙ方向に移動させて粗レンズの芯取り加工を行っていた。それとは別に、砥石をＸ軸スライダおよびＹ軸スライダ上に固定し、各スライダをセンサが内蔵されたモータによって駆動すると共にそのセンサからの帰還信号に基づいて各スライダの位置決め制御を行うことにより、砥石を所望のＸ−Ｙ方向に移動させて粗レンズの芯取り加工を行うサーボ方式のレンズ芯取り装置も広く普及している。サーボ方式のレンズ芯取り装置は、カムプロファイルによっては難しい複雑なＸーＹ軌跡を可能にし、プロジェクタ用レンズ又はモールドレンズの芯取り加工に対しても好適に適用することが出来る。
ところで、プレス成型によって製造されたモールドレンズの場合、金型にレンズ素材を十分に盛るため、金型から分離した直後の粗レンズは外周端部が盛り上がった偏肉状態にある。それに加え、従来のレンズ芯取り装置では、１個の砥石で芯取りを行っており、砥石の粒度は仕上げ工程を考慮して削り用と仕上げ用との中間粒度の砥粒を採用していた。従って、砥石の送り速度は、自ずと限度があり、その結果、モールドレンズや厚みのあるプロジェクタ用レンズの芯取り加工の場合、通常のレンズに比べ、芯取り加工に長時間を要していた。
他方、レンズ芯取り装置としては、砥石が複数の砥石ユニットから構成され、これら複数のユニットでレンズの外径加工および面取り加工等を行うレンズ芯取り加工装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５９９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記レンズ芯取り装置では、研削部が、３個の砥石ユニットで構成されているので、各砥石ユニットに対し粗目、中目および細目の砥粒を各々適用することが可能となる。そして、粗目の砥石ユニットを使用することにより、砥石ユニットの送り速度を上げることができるため、大部分の偏肉を短時間で除去することができ、続いて中目および細目の砥石ユニットを使用することにより、レンズの芯取りの加工時間を大幅に短縮すると共に高精度に芯出し加工を行うことが可能となる。
しかしながら、上記レンズ芯取り装置では、Ｘ軸スライダが３台必要となり、それに伴いモータ及びそのコントローラも各々３台必要となり、レンズ芯取り装置の構成が複雑になるという問題がある。
そこで、本発明は、上記実情に鑑み創案されたものであって、簡素な機構によってプロジェクタレンズ又はモールドレンズ等の取り代量の多いレンズの芯取り及び面取り加工時間を大幅に短縮することが可能なレンズ芯取り装置及びその砥石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】
【０００５】
前記目的を達成するため、請求項１に記載のレンズ芯取り装置は、レンズ面を両側からクランプし砥石でレンズの外周端部を研削するレンズ芯取り装置であって、前記砥石は粒度の異なる複数の砥粒層を外周端面に砥石軸に沿ってタンデム状に備え、レンズの研削量に応じ最適粒度の砥粒層を選択できることを特徴とする。
上記レンズ芯取り装置では、砥石に複数の砥粒層が砥石軸に対しタンデム状に備わっているため、砥石を軸方向に移動させることで、例えば荒削りに対しては粗目の砥粒を使用し、或いは仕上げに対しては細目の砥粒を使用するというようにレンズの研削量に応じ最適粒度の砥粒を選択することが出来る。これにより、レンズの芯取り加工時間を大幅に短縮することが可能となる。
【０００６】
請求項２に記載のレンズ芯取り装置では、一の砥粒層による研削が終了すると、前記砥石を砥石軸方向に対しスライドさせて他の砥粒層による研削をするＸ−Ｙスライダを備えていることとした。
上記レンズ芯取り装置では、一の砥粒層が被膜された部位のＸ−Ｙ軌跡と、他の砥粒層が被膜された部位のＸ−Ｙ軌跡とは、軸方向に対してのみオフセットした関係にあり、どちらか一方の砥粒層を軸方向に対しオフセット量だけスライドさせることにより、他のＸ−Ｙ軌跡をそのまま流用することが出来る。その結果、砥石の制御が容易となり、芯取り加工時間を短縮することに寄与するようになる。
【０００７】
請求項３に記載のレンズ芯取り装置では、前記砥石は外周端部に同一形状の溝をタンデム状に形成し、該溝に粒度の異なる砥粒層が被膜されていることとした。
上記レンズ芯取り装置では、単一の砥石に粒度の異なる複数の砥粒層が形成されるため、システムの構成が簡素となり、運用コスト及びメンテナンスコストを低減することが可能とある。
【０００８】
前記目的を達成するため、請求項４に記載のレンズ芯取り用砥石は、レンズの外周端部を研削する砥石であって、前記砥石は粒度の異なる複数の砥粒層を外周端部に砥石軸に沿ってタンデム状に備えることを特徴とする。
上記レンズ芯取り用砥石では、上記請求項１および請求項２に記載のレンズ芯取り装置に好適に適用することができる。
【０００９】
請求項５に記載のレンズ芯取り用砥石では、前記砥石は外周端部に同一形状の溝をタンデム状に形成し、該溝に粒度の異なる砥粒層が被覆されていることとした。
上記レンズ芯取り用砥石では、上記請求項３に記載のレンズ芯取り装置に好適に適用することが出来る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のレンズ芯取り装置によれば、砥石を軸方向に移動させることで、例えば荒削りに対しては粗目の砥粒を使用し、或いは仕上げに対しては細目の砥粒を使用するというようにレンズの研削量に応じ最適粒度の砥粒層を選択することが出来るようになる。また、一の砥粒層が被膜された部位のＸ−Ｙ軌跡と、他の砥粒層が被膜された部位のＸ−Ｙ軌跡とは、軸方向に対してのみオフセットした関係にあり、どちらか一方の砥粒層を軸方向に対しオフセット量だけスライドさせることにより、他のＸ−Ｙ軌跡を流用することが出来るようになる。これらにより、砥石の送り速度を上げることができ、なお且つ砥石の制御が容易となり、結果としてレンズの芯取り加工時間を大幅に短縮することができるようになる。特に、単一の砥石に粒度の異なる複数の砥粒層が形成される場合、システムの構成が簡素となり、運用コスト及びメンテナンスコストを低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本発明に係るレンズ芯取り装置１００を示す要部平面図である。
このレンズ芯取り装置１００は、レンズＬをクランプするレンズホルダ１,１と、一のレンズホルダ１を回転支持するレンズ軸２と、他のレンズホルダ１を回転支持するベルクランプ軸３と、レンズＬの芯取り又は面取りをする砥石部４と、砥石部４を駆動する回転駆動力を発生する砥石軸モータ５と、砥石軸モータ５の回転駆動力を伝達するプーリー６と、砥石軸を受ける軸受け部７と、砥石部４を回転支持する砥石軸８と、砥石部４をＸ軸方向に移動させるＸ軸スライダ９と、砥石部４をＹ軸方向に移動させるＹ軸スライダ１０と、Ｘ軸スライダ９を駆動するＸ軸サーボモータ１１と、Ｙ軸スライダ１０を駆動するＹ軸サーボモータ１２と、Ｘ軸サーボモータ１１及びＹ軸サーボモータ１２の位置制御を行うサーボコントローラ１３と、サーボコントローラ１３を制御するシーケンサ１４とを具備して構成されている。なお、砥石部４については断面が図示され、詳細については図２を参照しながら後述する。
【００１３】
砥石軸モータ５および軸受け部７はＸ軸スライダ９のＸ軸テーブル９１上に載置固定され、一方、Ｘ軸スライダ９は、Ｙ軸スライダ１０のＹ軸テーブル１０１上に載置固定されている。また、Ｘ軸スライダ９及びＹ軸スライダ１０は、例えばボールネジによるＸ軸送り機構９２,１０２を構成し且つボールネジの軸がサーボモータと結合した、いわゆるＸ−Ｙテーブルを構成している。従って、サーボモータの回転量とスライダの直線移動量はリニアな関係にあり、サーボモータ１１,１２の回転量をサーボコントローラ１３により制御することにより、砥石部４のＸ座標およびＹ座標位置が好適に制御され得ることになる。また、Ｘ軸テーブル９１およびＹ軸テーブル１０１は、リニアガイド９３,１０３によって各移動方向に好適に案内される。
【００１４】
Ｘ軸サーボモータ１１およびＹ軸サーボモータ１２としては、例えばロータリエンコーダが内蔵されたＡＣモータである。なお、Ｘ軸スライダ９およびＹ軸スライダ１０を駆動するためのモータとしては、ＡＣモータに限らず、ＤＣモータ又はステッピングモータでも良い。また、図示されてはいないが、Ｘ軸サーボモータ１１およびＹ軸サーボモータ１２はモータドライバを有している。そして、ＡＣモータの速度制御は、例えば印加される交流電圧の周波数を変えることにより行われる。
【００１５】
図２は、Ｘ軸サーボモータの制御を示す説明図である。
サーボコントローラ１３では、ロータリエンコーダＲＥからの帰還信号とシーケンサ１４から送信された基準信号（目標値）とをコンパレータ１３ａで比較し、コンパレータ１３ａはこれらの偏差に対応する制御信号をモータドライバ１１ａに送信し、モータドライバ１１ａはその制御信号に対応する駆動電圧をモータＭに印加する。そして、Ｘ軸スライダ９が所定の位置に到達した時には、サーボコントローラ１３からシーケンサ１４へ動作完了信号が送信される。このように、サーボコントローラ１３はＸ軸サーボモータ１１をクローズドループ制御によって位置制御を行っている。なお、サーボコントローラ１３は、Ｙ軸サーボモータ１２に対してもＸ軸サーボモータ１１と同一の位置制御を行っている。
【００１６】
図３は、本発明に係る砥石部４のＡ部詳細図である。
この砥石部４は、外周端部に同一形状の第１溝４２Ｌおよび第２溝４２Ｒがタンデム状に形成された砥石本体４１と、砥石本体４１の第１溝４２Ｌに第１砥粒層４３Ｌとして、例えば番手＃２７０の砥粒が電着され、同第２溝４２Ｒに第２砥粒層４３Ｒとして、例えば番手＃４００の砥粒が電着されている。これにより、荒削り用として目の粗い砥粒を、仕上げ用として目の細かい砥粒を併用することが可能となる。更に、第１砥粒層４３ＬのＸ−Ｙ軌跡と、第２砥粒層４３ＲのＸ−Ｙ軌跡とは砥石軸８の方向に対しオフセットした関係にあるため、砥石本体４１を砥石軸８の方向、すなわちＹ軸方向にオフセット量のみスライドさせることにより、砥石部４を交換することなく荒削りから仕上げまでの研削加工を行うことができ、その結果、レンズＬの芯取り加工時間を大幅に短縮することが出来る。特に、レンズＬがモールドレンズの場合は、成型後にレンズの外周端部に対して無駄肉が成型されることになるが、第１砥粒層４３Ｌには目の粗い砥粒が電着されているので、第１砥粒層４３Ｌで荒削りをすることにより、短時間で大部分の無駄肉を研削することができ、次に第２砥粒層４３Ｒで仕上げを行うことにより、レンズＬの芯取り又は面取り加工時間が大幅に短縮されることになる。
【００１７】
砥石部４では、同一の溝がタンデム状に２つ形成され、各溝に対して粒度＃２７０と＃４００の砥粒層が各々形成された構成であるが、これに限らず、溝が３つ以上形成されて、各溝に粒度の異なる砥粒層が各々形成された構成としても良い。
【００１８】
また、砥石部４は、複数の砥石本体４１から成り、各砥石本体に粒度の異なる砥粒層が形成されるという構成としても良い。、
【実施例１】
【００１９】
図４に示すような、例えばφ３４のプロジェクタ用レンズに対して、芯取り代として外径約２.５ｍｍ、および直角面取り代として１.５ｍｍを研削加工する場合、＃２７０の第１砥粒層４３Ｌを使用することで、送り速度が従来の０.１[mm/sec]から０.３５[mm/sec]に増加し、結果として、芯取り加工時間を従来の約３０％減にする効果が確認された。また、プレス成型のプロジェクタ用レンズに対しては、芯取り加工時間を従来の約３５％減にする効果が確認された。
【００２０】
本発明のレンズ芯取り装置１００によれば、砥石部４を砥石軸８の方向に移動させることで、例えば荒削りに対しては粗目の第１砥粒層４３Ｌを使用し、或いは仕上げに対しては細目の第２砥粒層４３Ｒを使用するというようにレンズの研削量に応じ最適粒度の砥粒層を選択することが出来るようになる。また、第１砥粒層４３Ｌが電着された部位のＸ−Ｙ軌跡と、第２砥粒層４３Ｒが電着された部位のＸ−Ｙ軌跡とは、砥石軸８の方向に対してのみオフセットした関係にあり、どちらか一方の砥粒層を砥石軸８の方向に対しオフセット量だけスライドさせることにより、他のＸ−Ｙ軌跡を流用することが出来るようになる。これらにより、砥石部４の送り速度を上げることができ、なお且つ砥石部４の制御が容易となり、結果としてレンズの芯取り加工時間を大幅に短縮することができるようになる。特に、単一の砥石本体４１に粒度の異なる複数の砥粒層が形成される場合、システムの構成が簡素となり、運用コスト及びメンテナンスコストを低減することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明のレンズ芯取り装置は、光学レンズ、特にプロジェクタ用モールドレンズの芯取り又は面取り加工に対し適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るレンズ芯取り装置を示す要部平面図である。
【図２】Ｘ軸サーボモータの制御を示す説明図である。
【図３】本発明に係る砥石部のＡ部詳細図である。
【図４】実施例１に係るプロジェクタ用レンズの加工例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１      レンズホルダ
２      レンズ軸
３      ベルクランプ軸
４      砥石部
５      砥石軸モータ
６      プーリー
７      軸受け部
８      砥石軸
９      Ｘ軸スライダ
１０    Ｙ軸スライダ
１１    Ｘ軸サーボモータ
１２    Ｙ軸サーボモータ
１３    サーボコントローラ
１４    シーケンサ
１００  レンズ芯取り装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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