JP2000084815A - Manufacture of aspherical optical element - Google Patents

Manufacture of aspherical optical element

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JP2000084815A
JP2000084815A JP10256585A JP25658598A JP2000084815A JP 2000084815 A JP2000084815 A JP 2000084815A JP 10256585 A JP10256585 A JP 10256585A JP 25658598 A JP25658598 A JP 25658598A JP 2000084815 A JP2000084815 A JP 2000084815A
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grindstone
aspherical
shape
optical element
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Koju Handa
幸樹 半田
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture an aspherical optical element using a form grinding wheel, capable of minimizing a difference of peripheral velocities between a center portion and a periphery of a machined workpiece and ensuring high shape accuracy. SOLUTION: A workpiece 21 is machined into an aspherical shape by using a form grinding wheel 24 of a desired aspherical shape. The form grinding wheel 24 has a desired aspherical shape on a side surface inclining at a predetermined angle θ. The workpiece 21 is made to contact with the form grinding wheel 24 by inclining a rotation axis 202 of the form grinding wheel 24 at the angle θto the rotation axis 201 of the workpiece 21, and the workpiece 21 is machined.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、砥石を用いてレン
ズや金型の非球面加工を行う、非球面光学素子の製造方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an aspherical optical element, which performs aspherical processing of a lens or a mold using a grindstone.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に光学分野において用いられる非球
面は、軸対称非球面形状が多い。このような軸対称非球
面形状の創成には、従来、数値制御加工機の軌跡制御に
よる加工方法か、もしくは、所望の非球面形状をした総
形砥石を使用して形状転写する加工方法が用いられてい
る。
2. Description of the Related Art Generally, an aspherical surface used in the optical field has many axisymmetric aspherical shapes. Conventionally, to create such an axisymmetric aspherical shape, a processing method based on trajectory control of a numerically controlled processing machine, or a processing method of transferring a shape using a general grinding wheel having a desired aspherical shape is used. Have been.

【0003】数値制御加工機による加工方法としては、
図3(a),(b),(c)に示すような三つの方法が
知られている。
[0003] As a processing method by the numerical control processing machine,
Three methods as shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C are known.

【0004】一つは、図3(a)に示す方法で、被加工
物31をY軸回りに回転させながら、刃先がR形状をし
た工具32をX軸回りに回転させる。そして、工具32
の刃先が所定の非球面形状曲線に沿って移動するよう
に、工具32をX軸方向およびY軸方向に相対運動させ
るものである。したがって、X、Y同時二軸制御の加工
機であれば加工できる。しかし、図3(a)の方法で
は、工具32の刃先のうち被加工物31と接触する加工
点32a,32bが、被加工物31の加工位置によって
変わるため、工具32が刃先のR形状が完全でないと非
球面形状に誤差が発生するという問題がある。
One is a method shown in FIG. 3A, in which a tool 32 having an R-shaped cutting edge is rotated around an X-axis while rotating a workpiece 31 around a Y-axis. And the tool 32
The tool 32 is relatively moved in the X-axis direction and the Y-axis direction so that the cutting edge moves along a predetermined aspherical shape curve. Therefore, the processing can be performed by a processing machine of simultaneous X-axis and Y-axis control. However, in the method of FIG. 3A, the processing points 32a and 32b of the cutting edge of the tool 32 that come into contact with the workpiece 31 change depending on the processing position of the workpiece 31, so that the R shape of the cutting edge of the tool 32 is changed. If it is not perfect, there is a problem that an error occurs in the aspherical shape.

【0005】図3(b)に示す方法は、図3(a)の同
時二軸制御の欠点を補うために、θ軸を付加して、θ軸
方向に工具32を被加工物31に対して旋回させ、工具
32の刃先の先端32cが加工運動中に常に加工点とな
るようにしたものである。これは、同時三軸制御の加工
機を用いることにより加工可能な方法である。
In the method shown in FIG. 3B, in order to compensate for the disadvantage of the simultaneous two-axis control shown in FIG. 3A, a θ axis is added, and the tool 32 is moved in the θ axis direction with respect to the workpiece 31. The tip 32c of the cutting edge of the tool 32 is always set to a processing point during the processing movement. This is a method that can be processed by using a processing machine of simultaneous three-axis control.

【0006】図3(c)に示す方法は、被加工物31を
Y軸回りに回転させながら、半径rの工具33をZ軸回
りに回転させる。そして、工具33が被加工物31に接
する部位が所定の非球面断面形状に沿って移動するよう
に、工具33をX軸方向およびY軸方向に相対運動させ
る加工方法である。この場合、被加工物31の加工精度
は、工具33の半径rおよび回転軸の精度に依存する。
In the method shown in FIG. 3C, the tool 33 having a radius r is rotated about the Z axis while rotating the workpiece 31 about the Y axis. Then, this is a processing method in which the tool 33 is relatively moved in the X-axis direction and the Y-axis direction such that a portion where the tool 33 contacts the workpiece 31 moves along a predetermined aspheric cross-sectional shape. In this case, the processing accuracy of the workpiece 31 depends on the radius r of the tool 33 and the accuracy of the rotation axis.

【0007】一方、総形砥石による軸対称非球面の形状
創成方法を、図4に示す。砥石スピンドル部45の回転
軸402と、ワークスピンドル部43の回転軸401
は、平行となるように配置されている。総形砥石44
は、砥石スピンドル部45に取り付けられている。被加
工物41は、治具42によりをワークスピンドル部43
に取り付けられる。そして、総形砥石44および被加工
物41をそれぞれの回転軸402、401を中心に回転
させ、この状態で、砥石44と被加工物41とをそれぞ
れの回転軸402、401の方向に押し当てる。これに
より、総形砥石44のもつ非球面形状を被加工物41に
転写する。
On the other hand, FIG. 4 shows a method of creating an axisymmetric aspherical shape using a full-form grindstone. The rotating shaft 402 of the grinding wheel spindle unit 45 and the rotating shaft 401 of the work spindle unit 43
Are arranged in parallel. Form whetstone 44
Is attached to the grindstone spindle unit 45. The workpiece 41 is moved by the jig 42 to the work spindle 43.
Attached to. Then, the grindstone 44 and the workpiece 41 are rotated around the respective rotation axes 402 and 401, and in this state, the grindstone 44 and the workpiece 41 are pressed against the respective rotation axes 402 and 401. . As a result, the aspherical shape of the formed grindstone 44 is transferred to the workpiece 41.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような数値制御加工機を用いた軌跡制御による加工方法
は、砥石を非球面形状に沿わせて加工する方法であるた
め、砥石が被加工物に当接して加工する部分は、点接触
(点当たり)となる。したがって、加工に時間がかか
り、また砥石の当接する部分が限られてくるので、砥石
の磨耗が速いという問題点があった。
However, since the machining method based on the trajectory control using the numerically controlled machining machine as described above is a method of machining a grinding stone along an aspherical shape, the grinding stone is formed on the workpiece. The part to be processed by contacting the point is a point contact (per point). Therefore, there is a problem that it takes a long time to process and a portion where the grinding wheel comes into contact is limited, so that the grinding wheel is rapidly worn.

【0009】また、X、Yの二軸もしくは、θを含めた
三軸の軌跡の制御誤差が、そのまま被加工物の形状の誤
差に反映されるため、高精度な形状を得るためには高精
度な運動性能および制御性能の加工機が必要となるとい
う問題があった。
In addition, since the control error of the locus of two axes of X and Y or three axes including θ is directly reflected on the error of the shape of the workpiece, it is necessary to obtain a highly accurate shape. There is a problem that a processing machine having accurate motion performance and control performance is required.

【0010】一方、総形砥石による形状転写加工方法に
おいては、被加工物の外径が大きくなると、使用する総
形砥石の外径もそれに合わせて大きくする必要があり、
装置が大型になるという問題がある。また、砥石の周速
度は、被加工物の中心部では遅く、外周部では速いた
め、周速度が中心部と外周部とで大きく異なる。このた
め、砥石磨耗に偏りが生じ形状が変化しやすい、被加工
物の中心部と外周部とでは、均質な加工面にならないと
いう問題が生じていた。
On the other hand, in the shape transfer processing method using a form grinding wheel, when the outer diameter of the workpiece increases, the outer diameter of the form grinding wheel to be used also needs to be increased accordingly.
There is a problem that the device becomes large. Further, the peripheral speed of the grindstone is slow at the central portion of the workpiece and is high at the outer peripheral portion, so that the peripheral speed is largely different between the central portion and the outer peripheral portion. For this reason, there has been a problem that the wear of the grindstone is biased and the shape is apt to change, and a uniform processed surface is not formed between the central portion and the outer peripheral portion of the workpiece.

【0011】本発明は、総形砥石を用いた非球面光学素
子の製造方法であって、被加工物の中心部と外周部とで
砥石の周速度の差が小さく、高い形状精度が得られる製
造方法を提供することを目的とする。
The present invention relates to a method of manufacturing an aspherical optical element using a formed grindstone, wherein the difference in the peripheral speed of the grindstone between the central portion and the outer peripheral portion of the workpiece is small, and high shape precision is obtained. It is intended to provide a manufacturing method.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、以下のような非球面光学素子の製
造方法が提供される。
According to the present invention, there is provided a method for manufacturing an aspherical optical element as described below.

【0013】すなわち、所望の非球面形状を有する総形
砥石を用いて、被加工物を前記非球面形状に加工する工
程を有する非球面光学素子を製造する方法であって、前
記工程は、前記総形砥石として、予め定めた角度だけ傾
斜した側面に前記所望の非球面形状を有するものを用
い、前記総形砥石の回転軸を、前記被加工物の回転軸に
対して前記角度だけ傾斜させた配置で、前記被加工物を
前記総形砥石に接触させ、加工を行うことを特徴とする
非球面光学素子の製造方法である。
That is, a method of manufacturing an aspherical optical element having a step of processing a workpiece into the aspherical shape by using a forming grindstone having a desired aspherical shape. As the forming wheel, one having the desired aspherical shape on a side surface inclined by a predetermined angle is used, and the rotation axis of the forming wheel is inclined by the angle with respect to the rotation axis of the workpiece. A process in which the workpiece is brought into contact with the formed grindstone in an arranged position to perform processing.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図面を用
いて説明する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0015】本実施の形態では、軸対称非球面形状の光
学素子を図2のような総形砥石を用いた加工装置を用い
て製造する。本実施の形態の加工装置は、図2のよう
に、ワークスピンドル部23の回転軸201を、砥石ス
ピンドル部25の回転軸202に対して予め定めた角度
θだけ傾斜させている。総形砥石24は、回転軸202
を中心とした裾広がりの回転体形状であり、側面に砥石
層203が形成されている。総形砥石24は、砥石スピ
ンドル部25に取り付けられ、被加工物21は、ワーク
スピンドル部23に取り付けられる。この構成では、回
転軸201が回転軸202に対して角度θ傾斜している
ことにより、被加工物21は総形砥石24に対して傾斜
して当接する。このとき、総形砥石24の側面の半径方
向の輪郭形状(軸片側輪郭形状)は、砥石24の上面に
対して角度θだけ傾いた側面に所望の非球面形状を形成
した形状である。
In this embodiment, an optical element having an axisymmetric aspherical shape is manufactured by using a processing apparatus using a general-purpose grindstone as shown in FIG. In the processing apparatus of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the rotation axis 201 of the work spindle unit 23 is inclined by a predetermined angle θ with respect to the rotation axis 202 of the grinding wheel spindle unit 25. The forming whetstone 24 has a rotating shaft 202.
And a rotating body shape with a skirt spread centered on the center, and a grindstone layer 203 is formed on the side surface. The form grindstone 24 is attached to a grindstone spindle unit 25, and the workpiece 21 is attached to a work spindle unit 23. In this configuration, since the rotating shaft 201 is inclined at an angle θ with respect to the rotating shaft 202, the workpiece 21 is inclined and abuts on the forming grindstone 24. At this time, the profile in the radial direction of the side surface of the formed grindstone 24 (shaft side profile) is a shape in which a desired aspherical shape is formed on a side surface inclined by an angle θ with respect to the upper surface of the grindstone 24.

【0016】この装置で、加工を行う際には、総形砥石
24および被加工物21を回転させた状態で、総形砥石
24と被加工物21を押し当てる。これによって、総形
砥石24が被加工物21とが半径方向に線状に当接し、
総形砥石24の側面の非球面形状が、被加工物21に転
写され軸対称非球面光学素子が製造できる。
When processing is performed by this apparatus, the forming grindstone 24 and the work 21 are pressed against each other while the forming grindstone 24 and the work 21 are rotated. As a result, the formed grindstone 24 linearly contacts the workpiece 21 in the radial direction,
The aspherical shape of the side surface of the formed grindstone 24 is transferred to the workpiece 21 to manufacture an axisymmetric aspherical optical element.

【0017】このような本実施の形態の加工装置は、被
加工物21の回転軸201が、総形砥石24の回転軸2
02に対して傾斜しているため、被加工物21の中心部
に接触する部位の総形砥石24の周速度と、被加工物2
1の外周部に接触する部位の総形砥石24の周速度との
差が、従来の図4の構成よりも小さい。このため、総形
砥石24の砥石磨耗の偏りが小さく、総形砥石24の形
状変化を小さくすることができる。したがって、被加工
物21の形状精度を向上させることができるとともに、
被加工物21の中心部と外周部とで均質な加工面を得る
ことができる。
In the processing apparatus of the present embodiment, the rotating shaft 201 of the workpiece 21 is
02, the peripheral speed of the forming grindstone 24 at a position in contact with the center of the workpiece 21 and the workpiece 2
The difference between the peripheral speed of the formed grindstone 24 and the portion contacting the outer peripheral portion of the first grinding wheel is smaller than that of the conventional configuration shown in FIG. For this reason, the unevenness of the abrasion of the forming wheel 24 is small, and the shape change of the forming wheel 24 can be reduced. Therefore, the shape accuracy of the workpiece 21 can be improved, and
A uniform machined surface can be obtained at the center and the outer periphery of the workpiece 21.

【0018】図2の加工装置の全体の構成について図1
を用いてさらに説明する。
FIG. 1 shows the overall configuration of the processing apparatus shown in FIG.
This will be further described with reference to FIG.

【0019】この非球面研磨装置は、大きく分けてワー
クスピンドル部23、ワークスライドテーブル部12、
砥石スピンドル部25、砥石スライドテーブル部14、
スライド駆動制御部15よりなる。
This aspheric polishing apparatus is roughly divided into a work spindle section 23, a work slide table section 12,
Whetstone spindle 25, whetstone slide table 14,
It comprises a slide drive control unit 15.

【0020】ワークスピンドル部23は、モーター内蔵
型のスピンドルで、ワークスライドテーブル部12の上
に搭載されている。被加工物21は、ワークスピンドル
部23に、治具22(図2)によりねじ止めされる。ワ
ークスライドテーブル部12は、リニアガイド12aを
案内として、DCサーボモーター15aと送りねじ15
bによりスライドする。ワークスライドテーブル部12
のスライド方向は、ワークスピンドル部23の回転軸2
01の方向と一致している。ワークスライドテーブル部
12の位置は、DCサーボモーター15aに組み込まれ
たエンコーダー15cと送りねじ15bのリードから確
認することができる。
The work spindle section 23 is a spindle with a built-in motor, and is mounted on the work slide table section 12. The workpiece 21 is screwed to the work spindle 23 by a jig 22 (FIG. 2). The work slide table section 12 uses a linear guide 12a as a guide, and a DC servomotor 15a and a feed screw 15a.
Slide by b. Work slide table 12
Slide direction is the rotation axis 2 of the work spindle unit 23.
01 direction. The position of the work slide table section 12 can be confirmed from the encoder 15c incorporated in the DC servo motor 15a and the lead of the feed screw 15b.

【0021】ワークスライドテーブル部12は、任意の
角度に傾斜させるための不図示の傾斜機構に搭載されて
いる。この傾斜機構によってワークスライドテーブル部
12を傾斜させると、ワークスピンドル部23の回転軸
201を、砥石スピンドル部25の回転軸202に対し
て任意の角度θだけ傾斜させることができる。
The work slide table section 12 is mounted on a tilt mechanism (not shown) for tilting the work slide table to an arbitrary angle. When the work slide table section 12 is tilted by this tilt mechanism, the rotation axis 201 of the work spindle section 23 can be tilted by an arbitrary angle θ with respect to the rotation axis 202 of the grindstone spindle section 25.

【0022】一方、砥石スピンドル部25は、モーター
内蔵型のスピンドルで、砥石スライドテーブル部14の
上に搭載されてる。所望の非球面形状に対して、任意の
角度傾けた軸片側輪郭形状を持つ総形砥石24は、砥石
スピンドル部25にねじ止めされる。砥石スライドテー
ブル部14は、リニアガイド14aを案内としてステッ
ピングモーター15dと送りねじ15eによりスライド
する。ステッピングモータ15dは、スライド駆動制御
部15によりその動作を制御されている。砥石スライド
テーブル部14のスライド方向は、砥石スピンドル部2
5の回転軸202と一致している。砥石スライドテーブ
ル部14の位置は、デジタルマイクロメーター15fに
よって確認できる。
On the other hand, the grindstone spindle unit 25 is a spindle with a built-in motor, and is mounted on the grindstone slide table unit 14. A forming grindstone 24 having a one-sided contour shape inclined at an arbitrary angle with respect to a desired aspherical shape is screwed to a grindstone spindle portion 25. The whetstone slide table section 14 is slid by a stepping motor 15d and a feed screw 15e with the linear guide 14a serving as a guide. The operation of the stepping motor 15 d is controlled by the slide drive control unit 15. The sliding direction of the whetstone slide table unit 14 is the whetstone spindle unit 2
5 coincides with the rotation axis 202. The position of the grinding wheel slide table section 14 can be confirmed by the digital micrometer 15f.

【0023】総形砥石24の軸片側輪郭形状は、図2で
説明したように、総形砥石24の上面に対して角度θだ
け傾斜した側面に、所望の非球面形状を形成した形状で
ある。この角度θは、ワークスピンドル部23の回転軸
201と、砥石スピンドル部25の回転軸202とのな
す角θと等しい角度である。
As shown in FIG. 2, the profile of one side of the shaping wheel 24 has a desired aspherical shape formed on a side surface inclined by an angle θ with respect to the upper surface of the shaping wheel 24. . This angle θ is equal to the angle θ between the rotation axis 201 of the work spindle unit 23 and the rotation axis 202 of the grinding wheel spindle unit 25.

【0024】つぎに、本実施の形態の加工装置を用い
て、非球面硝子レンズを製造する手順について説明す
る。
Next, a procedure for manufacturing an aspherical glass lens using the processing apparatus of the present embodiment will be described.

【0025】まず、非球面硝子レンズの素材からなる被
加工物21を、蜜蝋を使って治具22に貼り付け、この
治具22をワークスピンドル部23にねじ止めする(図
2)。同じく上述した形状の総形砥石24を砥石スピン
ドル部25にねじ止めする。
First, a workpiece 21 made of an aspherical glass lens material is attached to a jig 22 using beeswax, and the jig 22 is screwed to a work spindle 23 (FIG. 2). Similarly, the formed grindstone 24 having the above-described shape is screwed to the grindstone spindle 25.

【0026】つぎに、砥石スライドテーブル部14をス
ライドさせ、被加工物21と総形砥石24の位置を、軸
202方向について調整する。調整が終了した段階で、
ワークスピンドル部23と砥石スピンドル部25とを回
転させながら、ワークスライドテーブル部12を低速で
移動させ、総形砥石24と被加工物21とを接触させ総
形砥石24を被加工物21に切り込ませる。切り込み速
度は、総形砥石24が被加工物21を加工していく速度
と釣り合うように設定する。被加工物21の時間当たり
の除去量を大きく(加工速度を大きく)したい場合は、
砥石層203の砥粒径が大きい総形砥石24を使用す
る。反対に時間当たりの除去量を多少犠牲にしても被加
工物21の表面粗さを小さく、所望の非球面形状との誤
差(形状精度)を小さくしたい場合は、砥粒径の小さな
総形砥石24を使用する。砥粒径が非常に小さい総形砥
石24を使用する場合は、切り込み速度が非常に小さく
なるため、ワークスライドテーブル部12の移動速度が
非常に遅くなることを考慮して、ワークスライドテーブ
ル部12を低速で強制的に送る手段とは別に、ワークス
ライドテーブル部12の移動に圧力アクチュエータを用
いる構成にするのが有効である。この圧力アクチュエー
タを用いてワークスライドテーブル部12に一定圧力を
かけて、被加工物21を総形砥石24に押しつけ、切り
込ませることにより、加工速度を向上させることができ
る。
Next, the grindstone slide table section 14 is slid to adjust the positions of the workpiece 21 and the formed grindstone 24 in the direction of the axis 202. When adjustment is completed,
While rotating the work spindle section 23 and the grindstone spindle section 25, the work slide table section 12 is moved at a low speed, and the form grindstone 24 is brought into contact with the work piece 21 to cut the form grindstone 24 into the work piece 21. Let it go. The cutting speed is set so as to be balanced with the speed at which the forming grindstone 24 processes the workpiece 21. When it is desired to increase the removal amount per time of the workpiece 21 (increase the processing speed),
The formed grindstone 24 having a large grindstone diameter of the grindstone layer 203 is used. Conversely, if it is desired to reduce the surface roughness of the workpiece 21 and reduce the error (shape accuracy) from the desired aspherical shape even if the amount of removal per time is somewhat sacrificed, a total grinding wheel with a small abrasive grain size is used. Use 24. In the case of using the formed grindstone 24 having a very small abrasive particle diameter, the cutting speed is very small, and the work slide table 12 is moved in consideration of the very low moving speed of the work slide table 12. It is effective to adopt a configuration in which a pressure actuator is used to move the work slide table section 12 separately from means for forcibly sending the work slide table. The processing speed can be improved by applying a constant pressure to the work slide table section 12 using this pressure actuator to press the workpiece 21 against the forming grindstone 24 and cut it.

【0027】比較的に大きな砥粒径の総形砥石24を使
用する場合の加工条件の一例を表1に示す。
Table 1 shows an example of processing conditions in the case of using a grinding wheel 24 having a relatively large abrasive grain size.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】表1の条件では、被加工物21の中心厚換
算で数百μm〜数mmの加工量で形状精度数μm以内の
加工を、従来技術と比較して短時間で行うことが可能で
あった。
Under the conditions shown in Table 1, it is possible to perform processing with a processing accuracy of several hundred μm to several mm in terms of the center thickness of the workpiece 21 and a shape accuracy within several μm in a shorter time as compared with the prior art. Met.

【0030】また、小さな砥粒径の総形砥石24を使用
し、一定圧力をかけて切り込ませる場合の加工条件を表
2に示す。
Table 2 shows the processing conditions in the case where the forming wheel 24 having a small abrasive grain diameter is used to make a cut under a constant pressure.

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】表2の条件では、被加工物21の中心厚換
算で数十μmの加工量で、十分の数μmの形状精度が得
られた。
Under the conditions of Table 2, a sufficient shape accuracy of several μm was obtained with a processing amount of several tens μm in terms of the center thickness of the workpiece 21.

【0033】このように、本実施の形態の加工装置を用
いて、軸対称非球面の硝子レンズを製造した場合、総形
砥石24の磨耗の偏りが小さいため、高い形状精度の硝
子レンズを得ることができる。また、総形砥石24の磨
耗の偏りが小さいため、総形砥石24の寿命を長くなる
という効果も得られる。さらに、総形砥石24の形状
が、側面が傾斜した形状であるため、同じ外径の被加工
物21を加工するための総形砥石であっても、従来の図
4の総形砥石44よりも外径が小さく、コンパクトな砥
石24にすることができる。
As described above, when an axisymmetric aspherical glass lens is manufactured by using the processing apparatus of the present embodiment, since the unevenness of the wear of the formed grindstone 24 is small, a glass lens with high shape accuracy is obtained. be able to. In addition, since the unevenness of the wear of the formed grindstone 24 is small, the effect of extending the life of the formed grindstone 24 can be obtained. Further, since the shape of the formed grindstone 24 is a shape in which the side surface is inclined, even if it is a formed grindstone for processing the workpiece 21 having the same outer diameter, the shape of the formed grindstone 24 is smaller than that of the conventional formed grindstone 44 of FIG. Can also be a compact grinding wheel 24 having a small outer diameter.

【0034】また、本実施の形態の加工方法において、
総形砥石24と被加工物21との当たりは、図3
(a),(b),(c)のような従来の軌跡制御による
加工方法のように、点当たりではなく、線当たりとなる
ため、加工能率がよく、砥石磨耗も少なくて済む。ま
た、装置の動きが一方向からの切り込みのみですむた
め、二軸もしくは三軸同時制御の必要がなく、単純な一
軸制御で済むようになるという利点もある。
In the working method of the present embodiment,
The contact between the formed grinding wheel 24 and the workpiece 21 is shown in FIG.
Unlike conventional machining methods based on trajectory control such as (a), (b) and (c), the machining is performed not on a point but on a line, so that machining efficiency is good and grinding wheel wear is small. In addition, since the movement of the apparatus only requires cutting in one direction, there is an advantage that there is no need for simultaneous two- or three-axis control, and simple single-axis control is sufficient.

【0035】以上のように、本実施の形態によれば、軸
対称非球面光学素子を簡単に効率よく製造することがで
きるとともに、外径の大きな被加工物に対しても、形状
精度を高精度に維持でき、全面均質な加工面を得ること
ができる。
As described above, according to the present embodiment, an axisymmetric aspherical optical element can be easily and efficiently manufactured, and the shape accuracy can be improved even for a workpiece having a large outer diameter. Accuracy can be maintained and a uniform processing surface can be obtained over the entire surface.

【0036】なお、上述の実施の形態では、被加工物2
1として硝子レンズを製造する場合について述べたが、
これに限定されるものではなく、金属やセラミックス製
の被加工物21を加工することもできる。したがって、
軸対称非球面レンズ成型用の金型をこの方法で製造する
ことも可能である。また、被加工物21は、凸面であっ
ても、凹面であっても、どちらにも対応可能である。
In the above-described embodiment, the workpiece 2
Although the case of manufacturing a glass lens was described as 1,
The present invention is not limited to this, and the workpiece 21 made of metal or ceramics can be processed. Therefore,
It is also possible to manufacture a mold for molding an axisymmetric aspheric lens by this method. Further, the workpiece 21 can be adapted to either a convex surface or a concave surface.

【0037】[0037]

【発明の効果】上述してきたように、本発明によれば、
総形砥石を用いた非球面光学素子の製造方法であって、
被加工物の中心部と外周部とで砥石の周速度の差が小さ
く、高い形状精度が得られる製造方法を提供することが
できる。
As described above, according to the present invention,
A method for manufacturing an aspherical optical element using a general-purpose grindstone,
It is possible to provide a manufacturing method in which the difference in the peripheral speed of the grindstone between the central portion and the outer peripheral portion of the workpiece is small, and high shape accuracy can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態の非球面光学素子製造方
法に用いる加工装置の構成を示す説明図。
FIG. 1 is an explanatory view showing a configuration of a processing apparatus used in a method for manufacturing an aspherical optical element according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の加工装置の詳しい構成を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a detailed configuration of the processing apparatus of FIG. 1;

【図3】(a),(b),(c)従来の数値制御加工機
の軌跡制御によって非球面光学素子を製造する方法を示
す説明図。
FIGS. 3A, 3B, and 3C are explanatory views showing a method of manufacturing an aspherical optical element by trajectory control of a conventional numerically controlled processing machine.

【図4】従来の総形砥石を用いた被加工物の加工を示す
断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing processing of a workpiece using a conventional formed grindstone.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12・・・ワークスライドテーブル部、12a・・・リ
ニアガイド、14・・・砥石スライドテーブル部、14
a・・・リニアガイド、15・・・スライド駆動制御
部、15a・・・DCサーボモーター、15b・・・送
りねじ、15c・・・エンコーダー、15d・・・ステ
ッピングモーター、15e・・・送りねじ、15f・・
・デジタルマイクロメーター、21・・・被加工物、2
3・・・ワークスピンドル部、24・・・総形砥石、2
5・・・砥石スピンドル部、31・・・被加工物、32
・・・工具、32a,32b・・・加工点、32c・・
・先端、33・・・工具、41・・・被加工物、42・
・・治具、43・・・ワークスピンドル部、44・・・
総形砥石、45・・・砥石スピンドル、201・・・回
転軸、202・・・回転軸、203・・・砥石層。
12: Work slide table, 12a: Linear guide, 14: Grindstone slide table, 14
a: linear guide, 15: slide drive control unit, 15a: DC servo motor, 15b: feed screw, 15c: encoder, 15d: stepping motor, 15e: feed screw , 15f ...
・ Digital micrometer, 21 ・ ・ ・ Workpiece, 2
3 Work spindle part, 24 Form whetstone, 2
5: Grinding wheel spindle unit, 31: Workpiece, 32
... Tool, 32a, 32b ... Processing point, 32c ...
・ Tip, 33 ・ ・ ・ Tool, 41 ・ ・ ・ Workpiece, 42 ・
..Jig, 43 ... Work spindle part, 44 ...
Form grinding wheel, 45: grinding wheel spindle, 201: rotating shaft, 202: rotating shaft, 203: grinding wheel layer.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所望の非球面形状を有する総形砥石を用い
て、被加工物を前記非球面形状に加工する工程を有する
非球面光学素子を製造する方法であって、 前記工程は、前記総形砥石として、予め定めた角度だけ
傾斜した側面に前記所望の非球面形状を有するものを用
い、前記総形砥石の回転軸を、前記被加工物の回転軸に
対して前記角度だけ傾斜させた配置で、前記被加工物を
前記総形砥石に接触させ、加工を行うことを特徴とする
非球面光学素子の製造方法。
1. A method of manufacturing an aspherical optical element having a step of processing a workpiece into the aspherical shape by using a forming wheel having a desired aspherical shape, wherein the step includes: As the forming wheel, one having the desired aspherical shape on a side surface inclined by a predetermined angle is used, and the rotation axis of the forming wheel is inclined by the angle with respect to the rotation axis of the workpiece. A method for manufacturing an aspherical optical element, wherein the workpiece is brought into contact with the shaped grindstone in a disposition to perform processing.
【請求項2】請求項1に記載の非球面光学素子の製造方
法において、前記被加工物を前記総形砥石に接触させる
ために、前記被加工物を搭載したテーブルを送りねじを
用いて強制的に移動させて前記総形砥石を前記被加工物
に切り込ませることを特徴とする非球面光学素子の製造
方法。
2. A method for manufacturing an aspherical optical element according to claim 1, wherein a table on which the workpiece is mounted is forcibly moved using a feed screw in order to bring the workpiece into contact with the formed grindstone. A method of manufacturing the aspherical optical element, wherein the workpiece is cut so as to cut the formed grindstone into the workpiece.
【請求項3】請求項1に記載の非球面光学素子の製造方
法において、前記被加工物を前記総形砥石に接触させる
ために、前記被加工物を搭載したテーブルを圧力アクチ
ュエータを用いて移動させ、一定圧力で前記総形砥石を
前記被加工物に切り込ませることを特徴とする非球面光
学素子の製造方法。
3. The method for manufacturing an aspherical optical element according to claim 1, wherein a table on which the workpiece is mounted is moved using a pressure actuator so that the workpiece is brought into contact with the formed grindstone. And forming the formed grindstone into the workpiece with a constant pressure.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008168402A (en) * 2007-01-12 2008-07-24 Fujinon Corp Grinding device and grinding method of optical element
JP2011206893A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Fujifilm Corp Lens polishing apparatus

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