JP4418860B2 - Lens mold, method of cutting the same, and method of manufacturing lens using the same - Google Patents
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Description
本発明は、レンズ用金型、レンズ用金型の切削加工方法およびレンズ用金型を使用したレンズの製造方法に関する。 The present invention relates to a lens mold, a method for cutting a lens mold, and a method for manufacturing a lens using the lens mold.
特に、レンズの両面を形成する１組のレンズ用金型、１組のレンズ用金型の切削加工方法および１組のレンズ用金型を使用したレンズの製造方法に関する。 In particular, the present invention relates to a set of lens molds for forming both surfaces of a lens, a cutting method for a set of lens molds, and a method for manufacturing a lens using the set of lens molds.
光学レンズ用金型を切削加工する場合に、光学レンズ用金型を、光軸を中心に回転駆動させた状態で、該光軸と直交する方向に切削刃を一定の送りピッチで移動させることにより、切削加工を行う。この場合に、切削刃の光軸方向の位置を、光軸からの距離の関数として変化させることにより、光学レンズの面に相当する金型の部分を形成する。 When cutting an optical lens mold, the cutting blade is moved at a constant feed pitch in a direction perpendicular to the optical axis while the optical lens mold is rotationally driven around the optical axis. Then, cutting is performed. In this case, by changing the position of the cutting blade in the optical axis direction as a function of the distance from the optical axis, a portion of the mold corresponding to the surface of the optical lens is formed.
レンズの両面を形成する１組のレンズ用金型によってレンズを製造する従来の方法を、図６の流れ図に基づいて説明する。 A conventional method for manufacturing a lens with a set of lens molds that form both surfaces of the lens will be described with reference to the flowchart of FIG.
図６のステップＳ６０１０において、レンズの一方の面用の金型を製造する。 In step S6010 of FIG. 6, a mold for one surface of the lens is manufactured.
ステップＳ６０２０において、レンズの他方の面用の金型を製造する。 In step S6020, a mold for the other surface of the lens is manufactured.
ステップＳ６０３０において、両方の金型の、光軸に相当する中心軸が一致するように位置合せし、固定する。 In step S6030, both molds are aligned and fixed so that the central axes corresponding to the optical axes coincide.
ステップＳ６０４０において、両方の金型を使用して、たとえば射出成形によりレンズを製造する。 In step S6040, a lens is manufactured by using, for example, injection molding.
ステップＳ６０５０において、製造したレンズの形状が満足できるものであるかどうか判断する。具体的には、透過あるいは反射偏芯測定器（顕微鏡）を用いて光学的に測定する。偏芯測定器は原則的にレンズ外形を基準とするため、樹脂成形品のように寸法が完全に固定できず、成形条件，環境条件によって変化するものに対し、完全に適合した測定用治具（ホルダー）を製作することは困難である。したがって、測定は、治具とレンズの勘合誤差や基準平面とレンズの傾きなど複数の誤差を含んでしまう。レンズの形状が満足できるものであれば、終了する。レンズの形状が満足できるものでなければ、ステップＳ６０３０に戻る。 In step S6050, it is determined whether the shape of the manufactured lens is satisfactory. Specifically, optical measurement is performed using a transmission or reflection eccentricity measuring instrument (microscope). In principle, the eccentricity measuring instrument is based on the lens outer shape, so that the dimensions cannot be completely fixed as in the case of resin molded products. It is difficult to make (holder). Therefore, the measurement includes a plurality of errors such as a fitting error between the jig and the lens and a tilt between the reference plane and the lens. If the lens shape is satisfactory, the process ends. If the lens shape is not satisfactory, the process returns to step S6030.
このように、上記のステップＳ６０５０において、製造したレンズの形状が満足できるものであるかどうか判断するには、手間がかかる。 As described above, in step S6050, it is troublesome to determine whether or not the shape of the manufactured lens is satisfactory.
他方、位置合せのために特定の形状を形成したレンズとして、レンズをレンズホルダーに装着する場合に高精度の位置決めを実現し、レンズ自体の測定精度の向上を図るように形状を形成したレンズが、たとえば特許文献１に記載されている。
On the other hand, as a lens having a specific shape for alignment, a lens having a shape that realizes high-precision positioning when mounting the lens on a lens holder and improves the measurement accuracy of the lens itself. For example, it is described in
したがって、製造したレンズの形状が満足できるものであるかどうか簡単に判断することのできる、レンズの両面を形成する１組のレンズ用金型、そのような、１組のレンズ用金型の切削加工方法およびそのような、１組のレンズ用金型を使用したレンズの製造方法に対するニーズがある。 Therefore, a set of lens molds for forming both surfaces of the lens, such a set of lens mold cuts can be easily determined if the shape of the manufactured lens is satisfactory. There is a need for a processing method and a method of manufacturing a lens using such a set of lens molds.
本発明によるレンズの両面を成形するための１組の金型は、それぞれの金型の、レンズの周縁部に対応する部分において、レンズの光軸に対応する金型の中心部から所定の距離に突起部を設け、両方の金型において、所定の距離が識別できる程度異なり、突起部分がレンズ面形状と同時に加工されるように構成されている。 A set of molds for molding both surfaces of a lens according to the present invention has a predetermined distance from the center of the mold corresponding to the optical axis of the lens at a portion corresponding to the peripheral edge of the lens of each mold. Protruding portions are provided on both the molds, and the protrusions are different from each other so that a predetermined distance can be identified, and the protruding portions are processed simultaneously with the lens surface shape.
当該１組の金型によって製造されるレンズにおいて、金型の突起部分に対応する、レンズの溝部分が、レンズの両面に光軸から所定の距離の位置に形成され、所定の距離が識別できる程度に異なる。したがって、製造したレンズの溝部分を観察することにより、１組の金型の中心軸の位置ズレを容易に検出することができる。 In a lens manufactured by the set of molds, lens groove portions corresponding to the protrusions of the mold are formed on both surfaces of the lens at a predetermined distance from the optical axis, so that the predetermined distance can be identified. Varies. Therefore, by observing the groove portion of the manufactured lens, it is possible to easily detect the positional deviation of the central axis of one set of molds.
本発明の１実施形態によるレンズの両面を成形するための１組の金型において、両方の金型の所定の距離の差が０．１ミリメートル以上である。 In a set of molds for molding both surfaces of a lens according to an embodiment of the present invention, the difference between the predetermined distances of both molds is 0.1 millimeter or more.
したがって、製造したレンズによって、１組の金型の中心軸の位置ズレを検出するのに都合がよい。 Therefore, it is convenient to detect the positional deviation of the central axis of one set of molds by the manufactured lens.
本発明の１実施形態によるレンズの両面を成形するための１組の金型において、突起部分の、金型の中心軸を含む断面形状が、所定の曲率半径によって決定される。 In a set of molds for molding both surfaces of a lens according to an embodiment of the present invention, the cross-sectional shape including the central axis of the mold of the protrusion is determined by a predetermined radius of curvature.
したがって、金型の突起部分を、レンズの面と対応する金型の部分と同時に切削加工するのが容易である。 Therefore, it is easy to cut the protruding portion of the mold simultaneously with the portion of the mold corresponding to the lens surface.
本発明による、レンズの両面を成形するための１組の金型の切削加工方法は、一方の金型のレンズ面に対応する面を切削加工すると同時に、レンズの周縁部に対応する部分において、レンズの光軸に対応する金型の中心部から所定の距離に突起部を切削加工するステップと、他方の金型のレンズ面に対応する面を切削加工すると同時に、レンズの周縁部に対応する部分において、レンズの光軸に対応する金型の中心部から、前記所定の距離とは識別できる程度異なる所定の距離に突起部を切削加工するステップと、を含む。 According to the present invention, a method of cutting a set of molds for molding both surfaces of a lens cuts a surface corresponding to the lens surface of one mold, and at the same time, at a portion corresponding to the peripheral edge of the lens, Cutting the protrusion at a predetermined distance from the center of the mold corresponding to the optical axis of the lens, and cutting the surface corresponding to the lens surface of the other mold, and simultaneously corresponding to the peripheral edge of the lens Cutting a protrusion at a predetermined distance that is different from the predetermined distance from the center of the mold corresponding to the optical axis of the lens.
当該１組の金型の切削加工方法によって切削加工した１組の金型によって製造されるレンズにおいて、金型の突起部分に対応する、レンズの溝部分が、レンズの両面に光軸から所定の距離の位置に形成され、所定の距離が識別できる程度に異なる。したがって、製造したレンズの溝部分を観察することにより、１組の金型の中心軸の位置ズレを容易に検出することができる。 In a lens manufactured by a set of molds cut by the method of cutting a set of molds, groove portions of the lens corresponding to the protrusions of the mold are provided on both surfaces of the lens from the optical axis. It is formed at the position of the distance, and is different so that the predetermined distance can be identified. Therefore, by observing the groove portion of the manufactured lens, it is possible to easily detect the positional deviation of the central axis of one set of molds.
本発明の１実施形態による、レンズの両面を成形するための１組の金型の切削加工方法において、両方の金型の所定の距離の差が０．１ミリメートル以上である。 In one set of mold cutting methods for molding both surfaces of a lens according to an embodiment of the present invention, the difference between the predetermined distances of both molds is 0.1 millimeter or more.
したがって、製造したレンズによって、１組の金型の中心軸の位置ズレを検出するのに都合がよい。 Therefore, it is convenient to detect the positional deviation of the central axis of one set of molds by the manufactured lens.
本発明の１実施形態による、レンズの両面を成形するための１組の金型の切削加工方法において、突起部分の、金型の中心軸を含む断面形状が、所定の曲率半径によって決定される。 In one set of mold cutting methods for molding both surfaces of a lens according to an embodiment of the present invention, the cross-sectional shape of the protruding portion including the central axis of the mold is determined by a predetermined radius of curvature. .
したがって、金型の突起部分を、レンズの面と対応する金型の部分と同時に切削加工するのが容易である。 Therefore, it is easy to cut the protruding portion of the mold simultaneously with the portion of the mold corresponding to the lens surface.
本発明によるレンズの製造方法は、レンズの両面を成形するための１組の金型であって、それぞれの金型の、レンズの周縁部に対応する部分において、レンズの光軸に対応する金型の中心部から所定の距離に突起部を設け、両方の金型において、所定の距離が識別できる程度異なり、突起部分がレンズ面形状と同時に加工された１組の金型を使用する。本発明によるレンズの製造方法は、１組の金型の、レンズの光軸に対応する中心軸の位置合せを実施するステップと、位置合せされた１組の金型を使用してレンズを成形するステップと、成形されたレンズの両面の、金型の突起部に対応する、溝部の位置を調べることによって、１組の金型の中心軸の位置ズレを検出するステップと、位置ズレが検出された場合に、当該位置ズレの量に基づいて、中心軸の位置合せを実施し直すステップと、を含む。 A lens manufacturing method according to the present invention is a set of molds for molding both surfaces of a lens, and a mold corresponding to the optical axis of the lens in a portion corresponding to the peripheral edge of each mold. Protrusions are provided at a predetermined distance from the center of the mold, and a set of molds in which the protrusions are processed at the same time as the lens surface shape are used so that the predetermined distance is different in both molds. The method for manufacturing a lens according to the present invention includes a step of aligning a central axis corresponding to the optical axis of a set of molds, and molding the lens using the aligned set of molds. Detecting the position shift of the central axis of one set of molds by examining the positions of the grooves corresponding to the protrusions of the mold on both sides of the molded lens, and detecting the position shift And re-aligning the central axis based on the amount of the positional deviation.
当該製造方法により製造したレンズにおいて、金型の突起部分に対応する、レンズの溝部分が、レンズの両面に光軸から所定の距離の位置に形成され、所定の距離が識別できる程度に異なる。したがって、製造したレンズの溝部分を観察することにより、１組の金型の中心軸の位置ズレを容易に検出することができる。 In the lens manufactured by the manufacturing method, the groove portion of the lens corresponding to the protrusion portion of the mold is formed at a predetermined distance from the optical axis on both surfaces of the lens, and the predetermined distance is different. Therefore, by observing the groove portion of the manufactured lens, it is possible to easily detect the positional deviation of the central axis of one set of molds.
本発明の１実施形態によるレンズの製造方法において、両方の金型の所定の距離の差が０．１ミリメートル以上である。 In the method for manufacturing a lens according to one embodiment of the present invention, the difference between the predetermined distances of both molds is 0.1 millimeter or more.
したがって、製造したレンズによって、１組の金型の中心軸の位置ズレを検出するのに都合がよい。 Therefore, it is convenient to detect the positional deviation of the central axis of one set of molds by the manufactured lens.
本発明の１実施形態によるレンズの製造方法において、突起部分の、金型の中心軸を含む断面形状が、所定の曲率半径によって決定される。 In the method for manufacturing a lens according to an embodiment of the present invention, the cross-sectional shape of the protruding portion including the central axis of the mold is determined by a predetermined radius of curvature.
したがって、金型の突起部分を、レンズの面と対応する金型の部分と同時に切削加工するのが容易である。 Therefore, it is easy to cut the protruding portion of the mold simultaneously with the portion of the mold corresponding to the lens surface.
本発明の１実施形態によるレンズの製造方法において、位置ズレを検出するステップを画像処理によって行う。 In the method for manufacturing a lens according to an embodiment of the present invention, the step of detecting a positional deviation is performed by image processing.
したがって、人手をかけずに高精度で行うことができる。 Therefore, it can be performed with high accuracy without manpower.
図１は、本発明の一実施形態による、光学レンズの一方の面（ここでは、仮にＢ面とする。）に対応する、金型の、中心軸を含む断面形状を示す。レンズの光軸に対応する金型の中心軸から１．７ミリメートルの、レンズの周縁部に対応する位置に突起部分が備わる。突起部分の断面形状は、０．２ミリメートルの曲率半径によって決定される。 FIG. 1 shows a cross-sectional shape including a central axis of a mold corresponding to one surface of an optical lens (here, assumed to be a B surface) according to an embodiment of the present invention. A protrusion is provided at a position corresponding to the peripheral edge of the lens, which is 1.7 millimeters from the central axis of the mold corresponding to the optical axis of the lens. The cross-sectional shape of the protruding portion is determined by a radius of curvature of 0.2 millimeter.
ここで、留意すべき点は、突起部分がレンズの周縁部に設けられているので、レンズの光学特性には影響を与えない点である。 Here, the point to be noted is that since the protruding portion is provided at the periphery of the lens, it does not affect the optical characteristics of the lens.
つぎに、図２の流れ図に基づいて、レンズの両面を成形するための１組の金型の切削加工方法を説明する。 Next, a method of cutting a set of dies for molding both surfaces of the lens will be described based on the flowchart of FIG.
図２のステップＳ２０１０において、一方の金型の、レンズ面（Ｂ面）に対応する面を切削加工すると同時に、レンズの周縁部に対応する部分において、レンズの光軸に対応する金型の中心部から所定の距離（１．７ミリメートル）に突起部を切削加工する。ここで、「同時に」とは、切削刃の交換を伴わないことを意味する。切削刃の交換を伴わないので、「レンズの光軸に対応する金型の中心部から所定の距離」を高精度に保持して突起部を切削加工することができる。 In step S2010 in FIG. 2, the surface of one mold corresponding to the lens surface (B surface) is cut, and at the same time, the center of the mold corresponding to the optical axis of the lens in the portion corresponding to the peripheral edge of the lens. The protrusion is cut at a predetermined distance (1.7 millimeters) from the part. Here, “simultaneously” means that the cutting blade is not exchanged. Since the cutting blade is not exchanged, it is possible to cut the protrusion while maintaining the “predetermined distance from the center of the mold corresponding to the optical axis of the lens” with high accuracy.
図２のステップＳ２０２０において、他方の金型の、レンズ面（Ａ面）に対応する面を切削加工すると同時に、レンズの周縁部に対応する部分において、レンズの光軸に対応する金型の中心部から、前記所定の距離（１．７ミリメートル）とは識別できる程度異なる所定の距離（１．５ミリメートル）に突起部を切削加工する。ここで、「同時に」とは、切削刃の交換を伴わないことを意味する。切削刃の交換を伴わないので、「レンズの光軸に対応する金型の中心部から、前記所定の距離とは識別できる程度異なる所定の距離」を高精度に保持して突起部を切削加工することができる。 In step S2020 in FIG. 2, the surface of the other die corresponding to the lens surface (A surface) is cut, and at the same time, at the portion corresponding to the peripheral portion of the lens, the center of the die corresponding to the optical axis of the lens. The protrusion is cut from the portion to a predetermined distance (1.5 millimeters) that can be distinguished from the predetermined distance (1.7 millimeters). Here, “simultaneously” means that the cutting blade is not exchanged. Since the cutting blades are not exchanged, the projections are cut with a high precision holding a “predetermined distance that is distinguishable from the predetermined distance from the center of the mold corresponding to the optical axis of the lens”. can do.
つぎに、図３の流れ図に基づいて、レンズの両面を成形するための１組の金型であって、それぞれの金型の、レンズの周縁部に対応する部分において、レンズの光軸に対応する金型の中心部から所定の距離に突起部を設け、両方の金型において、所定の距離が識別できる程度異なり、突起部分がレンズ面形状と同時に加工された１組の金型を使用したレンズの製造方法を説明する。 Next, based on the flowchart of FIG. 3, a set of molds for molding both surfaces of the lens, corresponding to the optical axis of the lens in the part corresponding to the peripheral part of the lens of each mold. Protrusion is provided at a predetermined distance from the center of the mold to be used, and both molds use a set of molds in which the predetermined distance is different so that the predetermined distance can be discriminated and the protrusions are processed simultaneously with the lens surface shape. A method for manufacturing the lens will be described.
図３のステップＳ３０１０において、１組の金型の、レンズの光軸に対応する中心軸の位置合せを実施する。 In step S3010 of FIG. 3, alignment of the central axis corresponding to the optical axis of the lens of one set of dies is performed.
ステップＳ３０２０において、位置合せされた１組の金型を使用してレンズを成形する。たとえば、ＰＭＭＡ、ポリオレフィン系透明樹脂などのプラスチック材料またはガラス材料により、射出成形によりレンズを成形するようにしてもよい。 In step S3020, a lens is molded using a set of aligned molds. For example, the lens may be molded by injection molding using a plastic material such as PMMA or polyolefin-based transparent resin, or a glass material.
ステップＳ３０３０において、成形されたレンズの両面の、金型の突起部に対応する、溝部の位置を調べることによって、１組の金型の中心軸の位置ズレを検出する。図４に示すように、溝部は、レンズの周縁部において、環状に形成される。したがって、レンズの一方の面から、環状の溝部の位置を容易に観察することができる。さらに、レンズが透明材料でできている場合には、レンズの一方の面（図４ではＢ面）から、上面（Ｂ面）側と下面（Ａ面）側のそれぞれのレンズ面の周縁部における溝部の位置を観察することができる。ここで、留意すべき点は、金型の中心部から突起部までの距離、すなわち、レンズの光軸からレンズの溝部までの距離（１．７ミリメートルと１．５ミリメートル）は、レンズの両面で、識別できる程度異なる点である。したがって、レンズの一方の面から、同心円状の溝部を観察することができる。仮に金型の中心部の位置ズレが存在すれば、２個の同心円に偏りが生じるので容易に検出することができる。 In step S3030, the position shift of the central axis of one set of molds is detected by examining the positions of the groove parts corresponding to the protrusions of the molds on both surfaces of the molded lens. As shown in FIG. 4, the groove is formed in an annular shape at the peripheral edge of the lens. Therefore, it is possible to easily observe the position of the annular groove from one surface of the lens. Furthermore, in the case where the lens is made of a transparent material, from one surface of the lens (B surface in FIG. 4) to the periphery of each lens surface on the upper surface (B surface) side and the lower surface (A surface) side. The position of the groove can be observed. Here, it should be noted that the distance from the center of the mold to the protrusion, that is, the distance from the optical axis of the lens to the groove of the lens (1.7 millimeters and 1.5 millimeters) depends on both sides of the lens. Thus, it is different to the extent that it can be identified. Therefore, concentric grooves can be observed from one surface of the lens. If there is a misalignment in the center of the mold, the two concentric circles are biased and can be easily detected.
なお、位置ズレの検出は、目視で行ってもよい。または、画像処理により自動的に行ってもよい。画像処理による位置ズレ検出方法は、後で説明する。 In addition, you may perform detection of position shift visually. Alternatively, it may be performed automatically by image processing. A positional deviation detection method by image processing will be described later.
位置ズレが検出されなければ終了する。位置ズレが検出された場合に、ステップＳ３０１０に戻り、当該位置ズレの量に基づいて、中心軸の位置合せを実施し直す。 If no positional deviation is detected, the process ends. When the positional deviation is detected, the process returns to step S3010, and the alignment of the central axis is performed again based on the amount of the positional deviation.
つぎに、図５の流れ図に基づいて、画像処理による位置ズレ検出方法を説明する。 Next, a positional deviation detection method by image processing will be described based on the flowchart of FIG.
図５のステップＳ５０１０において、レンズの一方の側から、レンズの光軸に垂直な面の画像を採取する。 In step S5010 of FIG. 5, an image of a surface perpendicular to the optical axis of the lens is collected from one side of the lens.
ステップＳ５０２０において、採取した画像のエッジ抽出処理により、溝部の２個の同心円を求める。 In step S5020, two concentric circles in the groove are obtained by edge extraction processing of the collected image.
ステップＳ５０３０において、それぞれの同心円の中心座標を求める。 In step S5030, the center coordinates of each concentric circle are obtained.
ステップＳ５０４０において、中心座標の差から位置ズレ量を求める。 In step S5040, a positional deviation amount is obtained from the difference in center coordinates.
Claims (7)
一方の金型のレンズ面に対応する面を切削加工すると同時に、該レンズの一方の面の周縁部において、光軸を中心とする円周上に溝部が形成されるように、該一方の金型の、該レンズの該一方の面の周縁部に対応する部分において、該レンズの光軸に対応する該一方の金型の中心軸を中心とする円周上に突起部を切削加工するステップと、
他方の金型のレンズ面に対応する面を切削加工すると同時に、該レンズの他方の面の周縁部において、光軸を中心とする円周上に溝部が形成されるように、該他方の金型の、該レンズの該他方の面の周縁部に対応する部分において、該レンズの光軸に対応する該他方の金型の中心軸を中心とする円周上に突起部を切削加工するステップと、を含み、両方の金型に設けられた突起部の円周の半径が識別できる程度異なる方法。 A method of cutting a set of dies for molding both surfaces of a lens,
At the same time that the surface corresponding to the lens surface of one mold is cut, at the periphery of the one surface of the lens, the groove is formed on the circumference around the optical axis. A step of cutting a protrusion on a circumference of the mold corresponding to the peripheral edge of the one surface of the lens on the circumference centering on the central axis of the one mold corresponding to the optical axis of the lens; When,
At the same time as cutting the surface corresponding to the lens surface of the other mold, the other metal mold is formed so that a groove is formed on the circumference around the optical axis at the periphery of the other surface of the lens. A step of cutting a projection on a circumference of the mold corresponding to the peripheral edge of the other surface of the lens on the circumference centering on the central axis of the other mold corresponding to the optical axis of the lens; And a method that is different to the extent that the radius of the circumference of the protrusion provided on both molds can be identified.
１組の金型の、レンズの光軸に対応する中心軸の位置合せを実施するステップと、
位置合せされた１組の金型を使用してレンズを成形するステップと、
成形されたレンズの両面の、円周状の溝部の中心位置を調べることによって、該１組の金型の中心軸の位置ズレを検出するステップと、
位置ズレが検出された場合に、当該位置ズレの量に基づいて、中心軸の位置合せを実施し直すステップと、を含む方法。 A set of molds for molding both surfaces of the lens, each of the molds so that a groove is formed on the circumference centered on the optical axis at the periphery of both surfaces of the lens; in the portion corresponding to the periphery of the corresponding surface of the lens, the projection portion is provided on a circumference around the central axis of each of the mold corresponding to the optical axis of the lens, disposed on both of the mold A method of manufacturing a lens using a set of dies, which are different to the extent that the radius of the circumference of the protruding portion can be identified,
Performing a center axis alignment of a set of molds corresponding to the optical axis of the lens;
Molding a lens using a set of aligned molds;
Detecting the positional deviation of the central axis of the set of molds by examining the center positions of the circumferential grooves on both surfaces of the molded lens;
Re-aligning the central axis based on the amount of the positional deviation when a positional deviation is detected.
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