草間企画 ジーフロイデ株式会社

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レンズ接合用電子制御式芯出し装置(型式:UPA)


1)開発の原点


レンズ接合は多くの光学系で用いられています。又その芯出し作業には透過芯の偏芯測定機が使われて来ました。作業は2枚の下側を回転させ、通称『浮き玉』と呼ばれる上側の玉を調芯し偏芯軌道円が規定の値より小さくなる位置でUV硬化して作ります。

所が最近偏芯規格が益々厳しくなり芯出し精度も手作業の限界に来ております。又生産数が少なければ製造可能でも大量生産は難しく、対処としては芯出し精度を下げるしかありませんでした。

この課題、解決出来ないか?
開発の原点はここです。

2)装置構造



超音波モータを接合レンズに対し、左右と前後方向の4か所に配置し<浮き玉>を動かして調芯します。又この超音波モータにはLMガイドとエンコーダーが搭載されていますので一度レンズに接触した後、ミクロン台の僅かな<すき間>を作る事も可能です。

3)超音波モータを使う理由


超音波モータとは、コイルやマグネットなどによる磁力を用いることなく、圧電効果による振動を移動運動に変換する摩擦式のモータです。 電圧を掛ける事で圧電セラミックス振動体を変形させ、その細かな位置変化を利用して摩擦力を生み出し、それを回転運動や直線運動に変換しカメラのオートフォーカス等に用いられています。このモーターの主な利点は下記です。

1. 超小型・薄型・軽量
2. 高トルク、高推力
3. 機械応答性が高い
4. 無通電時に保持トルクを有する
5. ギアを使って減速する必要がないため、減速機が不要
9. 精密な位置決めに最適

これらの優れた点は正にレンズ接合用のアクチュエーター装置としては最適であり、手動では操作不可能な僅かな芯出し作業を可能としています。

4)芯出し操作について

操作手順は下記です。

先ず<基本玉>と呼ばれるある程度精度の出ている硬化済の組玉を用意します。
一旦これを回転ステージ上に配置し、外径寸法をこの超音波モータにメモリさせます。

次に未接合玉に乗せ換え、基本玉でメモリした位置まで芯出しを行います(一次芯出し)。
ここで一旦超音波モータをリリースし回転測定を行い、真の中心位置を決定します。

最後に再度浮き玉を掴み精密調芯を行い(二次芯出し)、UV硬化します。
硬化時でも超音波モータで支持しているので硬化中のズレを抑える事も可能となります。

※詳細の動作フローは下記図の通りです。


5)実力検証(その1)


Φ12mmでの実例です。左側が一次芯出し結果(6分21秒)、右側が二次の精密芯出し結果(7秒)です。



6)実力検証(その2)


Φ5.5mmでの実例です。左側が一次芯出し結果(17分31秒)、右側が二次の精密芯出し結果(18.5秒)です。



7)参照動画

8)機種について

レンズ径に応じて3機種用意しております。

1)UPA-Ⅰ・・・Φ20mm以下
2)UPA-Ⅱ・・・Φ10mm~40mmまで
2)UPA-Ⅲ・・・Φ20mm~50mmまで





     
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