レンズ製作工程について

質問

レンズについて勉強しようとしています。作業工程についてネットで調べたのですが実際に作業をやっているところを見たことがないので意味が分かりません。以下に示す工程の内容についての説明をお願いいたします。
(1)粗削り (2)研削 (3)研磨 (4)芯取り (5)洗浄　特に研削と研磨の違い, 芯取りの原理については理解できていません　何か参考文献がございましたら紹介お願いいたします。

回答No.3

Hikaru99 · ベストアンサー

一般的にガラスレンズは下記の工程によって作られます。

溶解→加工→荒ずり→砂かけ→研磨→洗浄→芯とり→コーディング

▼溶解と加工
　高性能のレンズを作るためには、まず均質な光学ガラスが必要です。光学ガラスの種類は２００種類以上、原料の種類は約７０種類あります。それらの原料を目的の光学ガラスに応じて調合します。
　調合された原料はまず石英るつぼで１次溶解され原料ガラスとなります。次に原料ガラスを白金るつぼに入れて本溶解を行います。１２００～１５００℃に加熱して溶かし、均質になるように攪拌していきます。溶解が終わったら半月ぐらいかけてゆっくりと冷却していきます。光学ガラスは板状の塊として取り出されますが、気泡や脈理（ムラ）などが含まれていないかどうか検査を行い、均質な部分だけを取り出してレンズの材料とします。取り出されたガラスは適当な大きさに加工され、円盤状のガラス板となります。

▼荒ずりと砂かけ
　円盤状のガラス板の表面をレンズの形にしていきます。荒ずりではカーブジェネレーターという機械が使われ、人工ダイアモンドの砥石で削ります。レンズの曲率は砥石の角度によって決まります。荒ずりが終わるとレンズの形をしたガラスができあがり、続いて砂かけが行われます。レンズの表面を砂や人工ダイヤモンドの小さな球状の粒で磨き滑らかにしていきます。これらの作業でレンズは仕上げ寸法に近い形となります。レンズはまだ透明ではなく磨りガラスです。
▼研磨・洗浄・芯とり
　研磨剤を使ってレンズの表面を精巧に磨いていきます。研磨はレンズの行程の中でも、最も重要です。研磨が終わるとレンズが透明となります。できあがったレンズは研磨剤などの汚れを取り除くため洗浄されます。研磨の終わったレンズは、中心を挟み込んで高速で回転しながら、光軸がレンズの中心となるように外周が削られます。下記のような感じです。

┫０┣　←回転軸
　■←砥石

▼コーディング
　光の反射を抑えるためにレンズの表面に薄い膜を付けます。光の反射があると、レンズの光の透過度が落ちたり、反射光で余計な像ができるなどの問題が起こります。コーティングは真空装置の中で、コーディング材料を蒸発させてレンズ表面に膜を形成させる真空蒸着という方法が使われています。

専門書ほど詳しくありませんが、「図解入門 よくわかるレンズの基本と仕組み（秀和システム）」に上記が比較的わかりやす解説されています。レンズの基本も高校物理のレベルで理解できると思います。

参考URL：

http://www.shuwasystem.co.jp/cgi-bin/detail.cgi?isbn=4-7980-1028-6

お礼

分かりやすい説明ありがとうございます。

補足

芯取り作業ですがレンズ面の中心部分を押さえて(挟み込んで)回転させながら外周を削るということですが、押さえる(固定させる)ところがレンズの形状から少なくなり削るのに安定しないような気がします。何らかの工夫で固定させているのだと思うのですが、その固定方法をお知りでしたら回答いただきたいと思います。

回答No.4

Hikaru99

先に示した図では┫┣で示したので、平面になってしまいますね。芯とりがどのように行われているかは、参考URLに詳しく掲載されていますので参考にしてください。

参考URL：

http://www.taisyou-op.co.jp/taisyou-op_pages/technology/core/

回答No.2

foobar

少し（かなり）古い本ですが、朝日ソノラマの「写真レンズの基礎と発展」にレンズ加工の説明がわかりやすく(古い写真つきで）説明されているかと思います。

回答No.1

大明神（@bathbadya）

＞研削と研磨の違い
どちらも研粒を使った加工です。
研削は固定された研粒を使います。間単に言えば砥石で削る。従って、砥石の形が転写されてしまうので、砥石の成型技術や、砥石を上手く狙った輪郭に沿って動かす技術が必要です。
研磨はどちらかと言うと浮遊した研粒で加工します。電子部品などは水溶液中に研粒を浮遊させて拡販することで加工します。非常にピカピカに仕上がりますが、磨く前の形を変えるほどの役目はしませんし、非常に時間がかかります。

非球面レンズ、加工などで検索すると良いかも知れません。