(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズが組み付けられたレンズ枠を主軸が回転させると共に、加工機がレンズ枠の少なくとも両端面の当て付け面を加工する装置であって、前記レンズの肉厚を測定する肉厚測定手段と、前記加工機に対する光軸方向におけるレンズの位置を測定する位置測定手段と、光軸に対するレンズの偏心量を測定する偏心測定手段とを備え、前記加工機は、偏心測定手段からの偏心データに基づいてレンズの光軸を前記主軸に一致させ、この状態で、光軸方向におけるレンズの位置データ及びレンズの肉厚データに基づいてレンズ枠の両端面の当て付け面を加工することを特徴とするレンズ枠の加工装置。
【請求項２】
レンズ枠を保持すると共に前記偏心測定手段からの偏心データに基づいてレンズの光軸を前記主軸に一致させるステージをさらに備え、このステージがレンズの光軸を主軸に一致させた状態で、前記加工機が光軸方向におけるレンズの位置データ及びレンズの肉厚データに基づいてレンズ枠の外径面及びレンズ枠の両端面の当て付け面を加工することを特徴とする請求項１記載のレンズ枠の加工装置。
【請求項３】
レンズ枠が組み込まれるレンズ鏡筒の内径を測定する内径測定手段をさらに備え、前記ステージがレンズの光軸を主軸に一致させた状態で、前記加工機が光軸方向におけるレンズの位置データ及びレンズの肉厚データ及びレンズ鏡筒の内径データに基づいてレンズ枠の外径面及び両端面の当て付け面を加工することを特徴とする請求項２記載のレンズ枠の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズが組み付けられたレンズ枠を加工する加工装置に関し、特に、レンズ鏡筒等にレンズ枠を組み込む際にレンズの光軸が一致するように加工を行うレンズ枠の加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
顕微鏡やカメラ等の光学機器におけるレンズ鏡筒には、レンズを有した複数のレンズ枠が組み込まれるが、組み込まれた複数のレンズはその光軸が相互に一致する必要がある。このため、従来では、レンズが組み込まれたレンズ枠をレンズ鏡筒に挿入した後、反射あるいは透過式の偏心測定機を用いた調整によって心出しを行い、硬化剤や接着剤で固定またはレンズ押さえ環等で押さえて固定している。ところが、この方法では、レンズ枠をレンズ鏡筒内に挿入した後に、レンズ鏡筒内でレンズ枠の調整を行うため、調整が面倒であり、作業性が悪いものとなる。
【０００３】
図５はレンズをレンズ鏡筒に組み込むため、特開平６−１３０２６５号公報に開示された従来の他の装置を示す。この装置は、レンズ枠に組み付けることなくレンズ１０２をレンズ鏡筒１０１に直接に組み込むため、レンズ鏡筒１０１を加工するものである。
【０００４】
この装置では、心出し基準位置マーキング手段１０３がレンズ１０２の外周及び加工されるレンズ鏡筒１０１に対して心出し基準位置をマーキングする。偏心測定手段１０４はレンズ１０２の心位置を測定して、レンズ１０２の外周に付けた心出し基準位置を基準にした心位置修正量及び方向を算出する。転送手段１０５は偏心測定手段１０４により得られたレンズ１０２の測定データを加工機１０６に転送する。これにより、加工機１０６は心出し基準位置を基準にして、その工具１０８によりレンズ鏡筒１０１内径におけるレンズ突き当て面（当て付け面）を切削加工する。そして、このようにして加工したレンズ鏡筒１０１に対し、複数枚のレンズ１０２をそれぞれ互いに印してある心出し基準位置を合わせて組み付け、レンズ外周部分を接着剤等によりレンズ鏡筒１０１に固定する。これにより、レンズ１０２の光軸を精度良く組み付けるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したいずれの従来技術においても、レンズの肉厚に起因した誤差に対処することができないものとなっている。すなわち、レンズの肉厚は加工誤差が生じるものであり、また、複数のレンズを接合した接合レンズの場合には、接合面の精度により接合レンズの肉厚が設計値とかけ離れている場合がある。そして、いずれの場合においても、レンズの複数またはレンズ枠の複数を、レンズ鏡筒の対応した当て付け面に突き当てて組み込むと、そのレンズにおける当て付け面と反対側のレンズ面と、次のレンズのレンズ面までの距離に誤差が生じるためである。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点を考慮してなされたものであり、レンズの肉厚に加工誤差がある場合でも、複数のレンズの光軸を一致させることができ、しかもレンズ間隔を精度良く組み付けることが可能なレンズ枠の加工装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、レンズが組み付けられたレンズ枠を主軸が回転させると共に、加工機がレンズ枠の少なくとも両端面の当て付け面を加工する装置であって、前記レンズの肉厚を測定する肉厚測定手段と、前記加工機に対する光軸方向におけるレンズの位置を測定する位置測定手段と、光軸に対するレンズの偏心量を測定する偏心測定手段とを備え、前記加工機は、偏心測定手段からの偏心データに基づいてレンズの光軸を前記主軸に一致させ、この状態で、光軸方向におけるレンズの位置データ及びレンズの肉厚データに基づいてレンズ枠の両端面の当て付け面を加工することを特徴とする。
【０００８】
この発明では、レンズが組み込まれたレンズ枠を加工機によって加工するものである。肉厚測定手段はレンズの肉厚データを測定し、加工機は偏心測定手段からの偏心データに基づいてレンズの光軸を主軸に一致させ、この状態で、位置測定手段が光軸方向におけるレンズの位置を測定する。そして、加工機は、光軸方向におけるレンズの位置データ及びレンズの肉厚データを基準としてレンズ枠の両端面の当て付け面を加工する。これにより、加工機はレンズの光軸及びレンズの光軸方向の位置を基準としてレンズ枠の当て付け面を加工するため、レンズに肉厚の誤差があっても、複数のレンズの光軸を一致させた組み付け及びレンズの間隔を高精度に保持した組み付けを行うことができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載の発明であって、レンズ枠を保持すると共に前記偏心測定手段からの偏心データに基づいてレンズの光軸を前記主軸に一致させるステージをさらに備え、このステージがレンズの光軸を主軸に一致させた状態で、前記加工機が光軸方向におけるレンズの位置データ及びレンズの肉厚データに基づいてレンズ枠の外径面及びレンズ枠の両端面の当て付け面を加工することを特徴とする。
【００１０】
この発明では、請求項１の発明に加えて、ステージを備えるため、加工に際してレンズの光軸を主軸に確実に一致させることができ、加工精度が向上する。また、この発明では、レンズ枠の当て付け面に加えて、レンズ枠の外径面を加工する。レンズ枠の外径面はレンズ鏡筒の内径面と接触するものであり、この外径面を加工することにより、複数のレンズの光軸をレンズ鏡筒内で精度良く一致させることが可能となる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２記載の発明であって、レンズ枠が組み込まれるレンズ鏡筒の内径を測定する内径測定手段をさらに備え、前記ステージがレンズの光軸を主軸に一致させた状態で、前記加工機が光軸方向におけるレンズの位置データ及びレンズの肉厚データ及びレンズ鏡筒の内径データに基づいてレンズ枠の外径面及び両端面の当て付け面を加工することを特徴とする。
【００１２】
この発明においても、請求項２記載の発明と同様に、レンズ枠の外径面を加工するが、この外径面の加工は、内径測定手段が測定したレンズ鏡筒の内径データに基づいて行われるため、レンズ鏡筒の内径に対する寸法が向上する。このため、レンズ鏡筒内での複数のレンズの光軸をさらに高精度に一致させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態により、具体的に説明する。なお、各実施の形態において、同一の要素は同一の符号を付して対応させてある。
【００１４】
（実施の形態１）
図１及び図２は、本発明の実施の形態１を示す。この実施の形態の加工装置は、レンズ１が組み付けられたレンズ枠２を加工するものであり、そのための加工機８を備えると共に、レンズ枠２を保持するステージとしてのアライメントステージ３と、レンズ１の偏心量を測定する偏心測定手段１０，１２と、レンズ１の位置を測定する位置測定手段としてのプローブ１３と、レンズ１の肉厚測定手段としての肉厚測定機６とを備えている。
【００１５】
レンズ枠２は上下端面が開放されたリング状に成形されており、その内面の保持突起によってレンズ１を保持して固定する。
【００１６】
アライメントステージ３は加工機８の加工軸である主軸１１に取り付けられ、主軸１１によって回転駆動される。また、アライメントステージ３はレンズが組み付けられた状態のレンズ枠２を保持するチャックアーム３ａを有している。このチャックアーム３ａは、レンズ枠２の下面からレンズ枠２内に進入することにより、レンズ枠２を内側から保持する。アライメントステージ３はチルト・シフト可能となっており、このチルト・シフト駆動によって、レンズ１の光軸が主軸１１と一致するようにレンズ枠２の左右前後調整及び傾き調整を行う。
【００１７】
偏心測定手段１０はレンズ１の上面１ａに臨み、偏心測定手段１２はレンズの下面１ｂに臨むように配置されており、偏心測定手段１０は光軸に対するレンズ１の上面１ａの偏心量を測定し、偏心測定手段１２はレンズ１の下面１ｂの偏心量を測定する。そして、測定した偏心量はデータ転送手段７に送出される。
【００１８】
位置測定手段としてのプローブ１３は、レンズ１に臨む測定子１３ａを備えており、加工機８に対するレンズ１の光軸方向の位置を測定する。そして、測定したレンズ１の位置データはデータ転送手段７に送出される。また、プローブ１３は移動機構１４に保持されており、これにより、垂直方向及び水平方向に移動可能となっている。
【００１９】
肉厚測定機６は、主軸１１とは別個の位置に配置されている。この肉厚測定機６は、上下で対向する接触子６ａ、６ｂを備えており、この接触子６ａ、、６ｂがレンズ１の上下面１ａ、１ｂに接触することにより、レンズ１の肉厚を測定する。測定した肉厚データはデータ転送手段７に送出される。
【００２０】
加工機８はレンズ枠２の外径面２ａを切削すると共にレンズ枠２の両端面である上下の当て付け面２ｂ、２ｃを切削するバイト等の加工具８ａを備えている。この加工機８はデータ転送手段７から入力されたデータに基づいてレンズ枠２を加工する。
【００２１】
この実施の形態では、まず、レンズ枠２に組み付けられたレンズ１の肉厚を肉厚測定機６により測定する。次に、アライメントステージ３はチャックアーム３ａによってレンズ枠２を保持する。この保持状態で、偏心測定手段１０，１２によりレンズ１の上面１ａ及び下面１ｂの偏心量をそれぞれ測定し、測定された偏心データをデータ転送手段７がアライメントステージ３に出力する。この偏心データに基づいて、アライメントステージ３はレンズ枠２のチルト・シフト調整を行い、レンズ１の光軸を主軸１１の回転軸、すなわち加工機８の加工軸に一致させる。これによりレンズ枠２の外径面２ａをレンズ１の光軸を基準として加工することができる。
【００２２】
このようにレンズ１の上面１ａ及び下面１ｂの偏心量をそれぞれ測定し、レンズ１の上面１ａ及び下面１ｂの偏心をそれぞれ同時に検出しながらレンズ枠２のチルトおよびシフトを行うことにより、偏心量の調整を精度良く行うことができる。
【００２３】
また、移動機構１４によりプローブ１３をレンズ１の上面１ａの中心に当接させて、加工機８上でのレンズ１の光軸方向の位置を測定する。そして、加工機８に対するレンズ１の光軸方向における位置データ、レンズ１の肉厚データ及びあらかじめ入力してあるレンズ１に関するデータをデータ転送手投７から加工機８に出力する。加工機８はこれらのデータに基づいてレンズ枠２の外径面２ａ及び上下の当て付け面２ｂ、２ｃを加工する。これにより、レンズ１の光軸及びレンズ１の光軸方向の位置を基準にしたレンズ枠２の加工を行うことができる。
【００２４】
この加工の後、図２に示すように複数のレンズ枠２をレンズ鏡筒９内に挿入する。レンズ鏡筒９の内部には、レンズ枠２を収容する収容部９ａが軸方向に沿って空洞状に形成されている。また、軸方向の両端部は開口されており、先端側（右端側）の開口部は光が入出射する光窓９ｂとなっている。基端側（左端側）の開口部の外周は光学機器への取り付けを行う取付部９ｃとなっており、そのための雄ねじ等が形成されている。
【００２５】
上述した加工では、レンズ１の光軸及びレンズ１の光軸方向の位置を基準としてレンズ枠１２の外径面２ａ及び当て付け面２ｂ、２ｃを加工しているため、複数のレンズ枠２を収容部９ａ内に挿入した後、押さえ環１５を挿入してレンズ枠２を押さえ付けることにより、複数のレンズ１の光軸が一致し、しかもレンズ１の間隔を精度の良い状態で組み込むことができる。
【００２６】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２を示す。この実施の形態では、実施の形態１のプローブ１３に代えて、レーザ側長機２０，２１が配置されている。また、レンズ１と上下の偏心測定手段１０，１２との間には、レーザ側長機２０，２１からの光線を反射してレンズ１に照射するハーフミラー２２，２３がそれぞれ配置されている。これらのレーザ側長機２０，２１及びハーフミラー２２，２３は加工機８に対するレンズ１の上下面１ａ、１ｂの光軸方向の位置を測定する位置測定手段として機能する。そして、レーザ側長機２０，２１が測定した位置データはデータ転送手段７に送出される。
【００２７】
この実施の形態では、レンズ１が組み付けられたレンズ枠２をアライメントステージ３で保持し、偏心測定手段１０，１２によりレンズ１の上面１ａ及び下面１ｂの偏心量をそれぞれ測定し、その測定データを基にアライメントステージ３によりレンズ枠２のチルト・シフト調整を行い、レンズ１の光軸を主軸１１の回転軸、すなわち加工機８の加工軸に一致させる。これによりレンズ枠２の外径面２ａをレンズ１の光軸を基準にして加工することができる。
【００２８】
次に、レーザ測長機２０，２１によりレンズ１の上面１ａ及び下面１ｂの加工機８に対する光軸方向の位置を測定する。そして、レンズ１の位置データ及びあらかじめ入力してあるレンズに関するデータをデータ転送手段７により加工機８に出力し、このデータに基づいてレンズ枠２の外径面２ａ及び上下の当て付け面２ｂ、２ｃを加工する。これにより、レンズ１の光軸レンズ１の光軸方向の位置を基準にしてレンズ枠２を加工することができる。
【００２９】
この加工の後、実施の形態１と同様に、複数のレンズ枠２をレンズ鏡筒９内に挿入し、押さえ環１５によって押さえ付けて固定する。これにより、レンズ１の光軸が一致した状態で、しかもレンズ１の間隔を精度の良い状態で組み込むことができる。この実施の形態では、レンズ枠２をアライメントステージ３に取り付けた状態で全ての測定、加工ができるため、作業が容易で、かつ測定誤差も少なくなる。
【００３０】
（実施の形態３）
この実施の形態では、実施の形態１の構成に加えて、内径測定手段３１を設けるものである。内径測定手段３１は測定ヘッド３１ａを備えており、この測定ヘッド３１ａをレンズ鏡筒９の収容部９ａ内に挿入することにより、レンズ鏡筒９の内径を測定する。そして、測定したレンズ鏡筒９の内径データは、データ転送手段に送出される。
【００３１】
この実施の形態では、レンズ１の肉厚を肉厚測定機６により測定する。また、内径測定手段３１によりレンズ鏡筒９の内径を測定する。そして、レンズ枠２をアライメントステージ３が保持し、偏心測定手段１０，１２によりレンズ１の上面１ａ及び下面１ｂの偏心量をそれぞれ測定し、その偏心データを基にアライメントステージ３によりレンズ枠２のチルト・シフト調整を行い、レンズ１の光軸を主軸１１の回転軸、すなわち加工機８の加工軸に一致させる。これによりレンズ枠２の外径面２ａをレンズ１の光軸を基準にして加工することができる。プローブ１３の測定子１３ａをレンズ上面１ａの中心に当接させて、加工機８に対するレンズ１の光軸方向の位置を測定する。
【００３２】
そして、レンズ１の位置データ、レンズ１の肉厚データ、レンズ鏡筒９の内径データ及びあらかじめ入力してあるレンズに関するデータをデータ転送手段７から加工機８に出力し、これらのデータに基づいてレンズ枠２の外径面２ａ及び上下の当て付け面２ｂ、２ｃを加工する。これにより、レンズ１の光軸及びレンズ１の光軸方向の位置を基準にしてレンズ枠２を加工することができる。
【００３３】
この実施の形態によれば、実施の形態１に加えて、レンズ鏡筒９の内径を測定し、その内径データに基づいてレンズ枠２の外径面２ａを加工するため、レンズ鏡筒９の内径の加工誤差をキャンセルすることができる。このため、さらに高精度に各レンズ１の光軸を一致させることができる。
【００３４】
本発明は以上の実施の形態に限定されることなく、種々変形が可能である。例えば、レンズ枠２の外径面２ａの精度が良好な場合には、加工機８はレンズ枠２の両端面の当て付け面２ｂ、２ｃだけを加工しても良く、この場合にも光軸を一致させた状態でのレンズ鏡筒９への組み込みを行うことができる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、レンズの光軸が主軸に一致した状態で、レンズの光軸及びレンズの光軸方向の位置を基準としてレンズ枠の当て付け面を加工するため、レンズに肉厚の誤差があっても、複数のレンズの光軸を一致させた組み付け及びレンズの間隔を高精度に保持した組み付けを行うことができる。
【００３６】
請求項２の発明によれば、請求項１記載の発明の効果を有するのに加えて、レンズ枠の外径面を加工するため、複数のレンズの光軸をレンズ鏡筒内で精度良く一致させることができる。
【００３７】
請求項３の発明によれば、請求項２記載の発明の効果に加えて、レンズ鏡筒の内径データに基づいてレンズ枠の外径面の加工を行うため、レンズ鏡筒の内径に対する寸法が向上し、レンズ鏡筒内での複数のレンズの光軸をさらに高精度に一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の全体の側面図である。
【図２】レンズ鏡筒への組み込み状態を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２の全体の側面図である。
【図４】本発明の実施の形態３の全体の側面図である。
【図５】従来の加工装置を示す側面図である。
【符号の説明】
１  レンズ
２  レンズ枠
２ａ  レンズ枠の外径面
２ｂ、２ｃ  レンズ枠の当て付け面
３  アライメントステージ
６  肉厚測定手段
８  加工機
１０，１２  偏心測定手段
１１  主軸
１３  プローブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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