JP2001018233A - レンズ用金型の製造方法及びレンズ用金型の製造装置 - Google Patents

レンズ用金型の製造方法及びレンズ用金型の製造装置

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JP2001018233A
JP2001018233A JP11194115A JP19411599A JP2001018233A JP 2001018233 A JP2001018233 A JP 2001018233A JP 11194115 A JP11194115 A JP 11194115A JP 19411599 A JP19411599 A JP 19411599A JP 2001018233 A JP2001018233 A JP 2001018233A
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JP
Japan
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curved surface
tool
bending point
cutting
grinding
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Yoshio Fukazawa
宣雄 深澤
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Sony Corp
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 2つの異なる曲面を有するレンズの成型用金
型を高精度に且つ低コストで製造することを課題とす
る。 【解決手段】 外周部と内側部とが屈曲点4を介して連
続された異なる曲面5、3を有するレンズの成型用金型
1を金型材料を回転させながら工具6を移動させて切削
又は研削して製造する方法であって、外周部曲面を上記
屈曲点まで切削又は研削した後上記工具を内側部曲面の
切削又は研削予定面から退避させ、上記工具を上記屈曲
点を再び通過させてから内側部曲面を切削又は研削す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は新規なレンズ用金型
の製造方法及びレンズ用金型の製造装置に関する。詳し
くは、2つの異なる曲面を有するレンズの成型用金型を
高精度に且つ低コストで製造する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】光学有効面の外側に合焦点を持たない球
面を設けたいわゆる光学アパーチャー付きレンズ、内側
曲面と外側曲面とがそれぞれ別個の合焦点を有するいわ
ゆる2焦点レンズ等、外周部と内側部とが屈曲点を介し
て連続された異なる曲面によって形成されたレンズがあ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一の曲面の外側に別の
曲面がある場合、境界(屈曲点)で連続であっても、一
般的には一の曲面の微分によって次の曲面を割り出すこ
とは不可能であって、このように微分不可能な点が存在
すると、通常の曲面加工機によって上記屈曲点の両側を
連続して加工することはできない。かかる場合、屈曲点
の部分まで第1の曲面を加工した後、一旦機械を停止
し、第2の曲面について改めてプログラミングをしてか
ら第2の曲面の加工しなければならない。このため、段
取り工数が余計にかかり、製造に時間を要するばかりか
コストの増大を招くことになる。
【0004】そこで、このような金型を多数個製造する
場合には、プログラミングの段取り工数を減らすため
に、第1の曲面のみを連続して加工し、ついて、第2の
曲面を連続して加工するという方法を採る。しかしなが
ら、この方法によると、第2の曲面を加工する前に、一
旦、ワーク(金型材料)を機械から取り外すことにな
り、この結果2つの曲面の間に偏芯が生じることにな
り、精度の悪化を招くという問題がある。
【0005】そこで、本発明は、2つの異なる曲面を有
するレンズの成型用金型を高精度に且つ低コストで製造
することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明レンズ用金型の製
造方法は、上記した課題を解決するため、外周部曲面を
上記屈曲点まで切削又は研削した後上記工具を内側部曲
面の切削又は研削予定面から退避させ、上記工具を上記
屈曲点を再び通過させてから内側部曲面を切削又は研削
するようにしたものである。
【0007】従って、本発明レンズ用金型の製造方法に
あっては、屈曲点まではしっかりと切削又は研削が行わ
れ、退避後工具を再び屈曲点を通過させるので、屈曲点
が確実に形成されることになり、よって、連続したプロ
グラムによって切削又は研削を行うことができる。
【0008】また、本発明レンズ用金型の製造装置は、
上記した課題を解決するために、金型用材料を回転させ
る金型材料回転手段と予め与えられたプログラムによっ
て規定される軌跡を移動して回転する金型用材料を切削
又は研削する工具とを備え、外周部と内側部とが屈曲点
を介して連続された異なる曲面を有するレンズの成型用
金型を製造するレンズ用金型の製造装置であって、上記
プログラムが、外周部曲面を上記屈曲点まで切削又は研
削した後上記工具を内側部曲面の切削又は研削予定面か
ら退避させ、それから、上記工具を上記屈曲点を再び通
過させてから内側部曲面を切削又は研削するするように
したものである。
【0009】従って、本発明レンズ用金型の製造装置に
あっては、屈曲点まではしっかりと切削又は研削が行わ
れ、退避後工具を再び屈曲点を通過させるので、屈曲点
が確実に形成されることになり、よって、連続したプロ
グラムによって切削又は研削を行うことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、本発明レンズ用金型の製
造方法及びレンズ用金型の製造装置の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。
【0011】図示した実施の形態は、本発明を、光学有
効面である第1の非球面の外側に合焦点を有しない第2
の非球面を有する光学アパーチャー付きレンズの成型用
金型の製造に適用したものである。
【0012】図1に本発明によって製造するレンズ用金
型の例1を示す。
【0013】金型1にはレンズ形成面2が形成されてお
り、該レンズ形成面2は、レンズの光学有効面の非球面
に対応した第2の非球面3と、該第1の非球面3に屈曲
点4を介して連続しレンズの光学アパーチャーとしての
非球面に対応した第2の非球面5を有する。これら非球
面3、5は、図2に示すように、例えば、関数f(x)
=第1の非球面3、g(x)=第2の非球面5、で表さ
れるものとする。そして、f(x)とg(x)との交点
(境界部)をBとし、これが屈曲点4である。
【0014】そして、例えば、切削する場合、切削工具
(バイト)を外側から曲線g(x)に沿ってB点まで移
動させ、該B点からは曲線f(x)に沿ってy=0点ま
で移動させれば、第1の非球面3と第2の非球面5とが
連続した面ができるが、バイトにこのような動きをさせ
ることは不可能である。
【0015】そこで、本発明においては、バイトを曲線
g(x)に沿って点Bまで移動させた後、バイトを曲線
f(x)=(第1の非球面3の切削予定面)から退避さ
せ、それから、改めて点Bを再び通過させながら曲線f
(x)に沿って移動させるようにしたものである。
【0016】バイトを上記したように移動させることに
よって、屈曲点4が確実に形成されることになり、よっ
て、連続したプログラムによって切削を行うことができ
る。
【0017】次ぎに、バイトの具体的な移動軌跡の算出
方法について説明する。
【0018】図3に示すように、点Bよりx方向にx1
及びx2(共に数十μm程度)だけ離れたf(x)上の
点をA1、A2とし、また、x方向にx1及びx2だけ
離れたg(x)上の点をC1、C2とする(図3参
照)。
【0019】次いで、図4に示すように、3点A1、A
2、Bを通る円弧A、及び3点C1、C2、Bを通る円
弧Cを求める(図4参照)。
【0020】次ぎに、図5に示すように、点Bからx方
向にx′(数十μm程度)だけ離れた円弧A上の点を
A′、また、点Bからx方向にx′だけ離れた円弧C上
の点をC′とする(図5参照)。
【0021】そこで、図6に示すように、非球面加工機
(レンズ用金型製造装置)の切削工具(バイト)6の軌
跡が、C1→C2→B→C′→A′→B→A2→A1の
順になるようにプログラミングすれば、機械を停止する
ことなく、第2の非球面5から第1の非球面3へ、途中
の退避期間を挟んで連続的に加工することができる。な
お、上記軌跡の内、B→C′(→A′)の部分をを「退
避軌跡」といい、A′→Bの部分を「再進入軌跡」とい
う。
【0022】なお、上記説明において、工具をバイト
(切削工具)としたが、研削によって加工する場合は、
研削工具が用いられることになる。
【0023】また、工具が第1の非球面3の切削予定面
を退避する軌跡(退避軌跡)を第2の非球面5(g
(x))の屈曲点B側の微小部分上にとった2点C1、
C2及び屈曲点Bの3点上を通る円弧Cの内側延長線上
にとり、また、バイト6が再び屈曲点Bを通って第1の
非球面3(f(x))上を移動する直前の軌跡(再進入
軌跡)を第1の非球面3(f(x))の屈曲点B側の微
小部分上にとった2点A1、A2及び屈曲点Bの3点上
を通る円弧Aの外側延長線上にとったが、これは、第1
の非球面3の切削予定面を退避し、且つ、屈曲点Bを通
って曲線f(x)へとスムーズに移動しうる軌跡であれ
ば、上記したものに限らない。
【0024】例えば、それぞれの非球面3(f
(x))、5(g(x))の屈曲点Bを過ぎた延長上に
とっても良い。しかしながら、この場合、各非球面3、
5に屈曲点B乃至その近傍に変曲点があると、第1の非
球面3の切削予定面又は第2の非球面5の切削済みの面
を越えて切削してしまうことになる場合があるので注意
する必要がある。
【0025】その点、上記した円弧A、C上に軌跡をと
れば、確実に第1の非球面3の切削予定面及び第2の非
球面5の切削済みの面を避けることができる。
【0026】なお、第1の非球面3の切削予定面及び第
2の非球面5の切削済み面を確実に退避するためには、
上記した円弧A及びCの他にも幾つかの選択肢がある。
【0027】例えば、第2の非球面5の屈曲点B側の微
小部分の接線の内側延長線上や、第1の非球面3の屈曲
点B側の微小部分の接線の外側延長線上を使用しても良
い。
【0028】また、上記退避軌跡や再進入軌跡は1種類
のものだけでなく、2種類のものを組み合わせて使用す
ることもできる。例えば、退避軌跡に曲線g(x)の延
長線を使用し(屈曲点Bの近傍に変曲点がない場合)、
再進入軌跡に上記円弧Aを使用する等、上記した軌跡を
適宜組み合わせて、当該曲面の形成に最も適したものを
選択することができる。
【0029】なお、上記実施の形態では、切削する曲面
を非球面として説明したが、本発明における曲面が非球
面に限定されることを意味するものではない。
【0030】また、本発明によって製造される金型は、
広く各種レンズの金型として使用することができるもの
であり、非球面の、しかも、光学アパチャー付きのレン
ズ用の金型に限定されるものではない。
【0031】その他、上記した実施の形態において示し
た各部の形状乃至構造は、何れも本発明を実施するに際
して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、こ
れらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈される
ことを意味するものではない。
【0032】
【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明レンズ用金型の製造方法は、外周部と内側部
とが屈曲点を介して連続された異なる曲面を有するレン
ズの成型用金型を金型材料を回転させながら工具を移動
させて切削又は研削して製造する方法であって、外周部
曲面を上記屈曲点まで切削又は研削した後上記工具を内
側部曲面の切削又は研削予定面から退避させ、上記工具
を上記屈曲点を再び通過させてから内側部曲面を切削又
は研削することを特徴とする。
【0033】従って、本発明レンズ用金型の製造方法に
あっては、屈曲点まではしっかりと切削又は研削が行わ
れ、退避後工具を再び屈曲点を通過させるので、屈曲点
が確実に形成されることになり、よって、連続したプロ
グラムによって切削又は研削を行うことができる。その
ため、段取り工数が減少し、短時間で、且つ、安価にレ
ンズ用金型を製造することができる。
【0034】また、途中で金型材料を取り外す必要が無
く、始めに取り付けたまま全ての曲面の加工を行うこと
ができるので、異なる曲面間の偏芯がない精度の高い曲
面を有するレンズ用金型を製造することができる。
【0035】請求項2に記載した発明にあっては、工具
を外周部曲面の内側延長線上に移動させて内側部曲面の
切削又は研削予定面から退避させ、工具を内側部曲面の
外側延長線上に沿って移動させて屈曲点を再び通過させ
て内側部曲面を切削又は研削するようにしたので、退避
軌跡及び再進入軌跡の計算が容易である。
【0036】請求項3に記載した発明にあっては、工具
を外周部曲面の屈曲点側の微小部分の接線の内側延長線
上に移動させて内側部曲面の切削又は研削予定面から退
避させ、工具を内側部曲面の屈曲点側の微小部分の接線
の外側延長線上に沿って移動させて屈曲点を再び通過さ
せて内側部曲面を切削又は研削するようにしたので、内
側部曲面の切削又は研削予定面及び外周部曲面の切削又
は研削済み曲面を余分に削ってしまうこと確実に回避す
ることができ、しかも、退避軌跡及び再進入軌跡の算出
が容易である。
【0037】請求項4に記載した発明にあっては、工具
を外周部曲面の屈曲点側の微小部分上にとった2点及び
屈曲点の3点上を通る円弧の内側延長線上に移動させて
内側部曲面の切削又は研削予定面から退避させ、工具を
内側部曲面の屈曲点側の微小部分上にとった2点及び屈
曲点の3点上を通る円弧の外側延長線上に沿って移動さ
せて屈曲点を再び通過させて内側部曲面を切削又は研削
するようにしたので、内側部曲面の切削又は研削予定面
及び外周部曲面の切削又は研削済み曲面を余分に削って
しまうこと確実に回避することができ、しかも、退避軌
跡及び再進入軌跡の算出が容易である。
【0038】本発明レンズ用金型の製造装置は、金型用
材料を回転させる金型材料回転手段と予め与えられたプ
ログラムによって規定される軌跡を移動して回転する金
型用材料を切削又は研削する工具とを備え、外周部と内
側部とが屈曲点を介して連続された異なる曲面を有する
レンズの成型用金型を製造するレンズ用金型の製造装置
であって、上記プログラムが、外周部曲面を上記屈曲点
まで切削又は研削した後上記工具を内側部曲面の切削又
は研削予定面から退避させ、それから、上記工具を上記
屈曲点を再び通過させてから内側部曲面を切削又は研削
するするようにしたものであることを特徴とする。
【0039】従って、本発明レンズ用金型の製造装置に
あっては、屈曲点まではしっかりと切削又は研削が行わ
れ、退避後工具を再び屈曲点を通過させるので、屈曲点
が確実に形成されることになり、よって、連続したプロ
グラムによって切削又は研削を行うことができる。その
ため、段取り工数が減少し、短時間で、且つ、安価にレ
ンズ用金型を製造することができる。
【0040】また、途中で金型材料を取り外す必要が無
く、始めに取り付けたまま全ての曲面の加工を行うこと
ができるので、異なる曲面間の偏芯がない精度の高い曲
面を有するレンズ用金型を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明レンズ用金型の製造方法及びレンズ用金
型の製造装置によって製造されるレンズ用金型の一例を
示す断面図である。
【図2】本発明によって製造されるレンズ用金型の2つ
の曲面の例を説明するためのグラフ図である。
【図3】図4及び図5と共に切削又は研削工具の移動軌
跡を決定する手順の例を示すグラフ図であり、本図は2
つの曲面の屈曲点近傍にそれぞれ2つの点を定める手順
を示すものである。
【図4】上記2つの点と屈曲点を通る円弧を決定する手
順を説明するものである。
【図5】上記円弧状に任意の点を決定する手順を示すも
のである。
【図6】切削工具の移動軌跡を示すグラフ図である。
【符号の説明】
1…レンズ用金型、3…第1の非球面(内側部曲面)、
4…屈曲点、5…第2の非球面(外周部曲面)、6…バ
イト(工具)、A1、A2…内側部曲面の屈曲点側の微
小部分上にとった2点、C1、C2…外周部曲面の屈曲
点側の微小部分上にとった2点、A…円弧、C…円弧、

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外周部と内側部とが屈曲点を介して連続
    された異なる曲面を有するレンズの成型用金型を金型材
    料を回転させながら工具を移動させて切削又は研削して
    製造する方法であって、 外周部曲面を上記屈曲点まで切削又は研削した後上記工
    具を内側部曲面の切削又は研削予定面から退避させ、 上記工具を上記屈曲点を再び通過させてから内側部曲面
    を切削又は研削することを特徴とするレンズ用金型の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 工具を外周部曲面の内側延長線上に移動
    させて内側部曲面の切削又は研削予定面から退避させ、 工具を内側部曲面の外側延長線上に沿って移動させて屈
    曲点を再び通過させて内側部曲面を切削又は研削するこ
    とを特徴とする請求項1に記載のレンズ用金型の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 工具を外周部曲面の屈曲点側の微小部分
    の接線の内側延長線上に移動させて内側部曲面の切削又
    は研削予定面から退避させ、 工具を内側部曲面の屈曲点側の微小部分の接線の外側延
    長線上に沿って移動させて屈曲点を再び通過させて内側
    部曲面を切削又は研削することを特徴とする請求項1に
    記載のレンズ用金型の製造方法。
  4. 【請求項4】 工具を外周部曲面の屈曲点側の微小部分
    上にとった2点及び屈曲点の3点上を通る円弧の内側延
    長線上に移動させて内側部曲面の切削又は研削予定面か
    ら退避させ、 工具を内側部曲面の屈曲点側の微小部分上にとった2点
    及び屈曲点の3点上を通る円弧の外側延長線上に沿って
    移動させて屈曲点を再び通過させて内側部曲面を切削又
    は研削することを特徴とする請求項1に記載のレンズ用
    金型の製造方法。
  5. 【請求項5】 金型用材料を回転させる金型材料回転手
    段と予め与えられたプログラムによって規定される軌跡
    を移動して回転する金型用材料を切削又は研削する工具
    とを備え、外周部と内側部とが屈曲点を介して連続され
    た異なる曲面を有するレンズの成型用金型を製造するレ
    ンズ用金型の製造装置であって、 上記プログラムが、外周部曲面を上記屈曲点まで切削又
    は研削した後上記工具を内側部曲面の切削又は研削予定
    面から退避させ、それから、上記工具を上記屈曲点を再
    び通過させてから内側部曲面を切削又は研削するするよ
    うにしたものであることを特徴とするレンズ用金型の製
    造装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102974688A (zh) * 2011-09-05 2013-03-20 北汽福田汽车股份有限公司 车架纵梁凹模、以及车架纵梁制造方法
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