JP2002066888A - 研磨方法 - Google Patents

研磨方法

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JP2002066888A
JP2002066888A JP2000262073A JP2000262073A JP2002066888A JP 2002066888 A JP2002066888 A JP 2002066888A JP 2000262073 A JP2000262073 A JP 2000262073A JP 2000262073 A JP2000262073 A JP 2000262073A JP 2002066888 A JP2002066888 A JP 2002066888A
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polishing
polishing tool
tool
error
workpiece
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JP2000262073A
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English (en)
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Manabu Ando
学 安藤
Norihisa Saito
憲久 斎藤
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズ等光学素子の光学有効範囲の外周部で
形状精度が悪化するのを防ぐ。 【解決手段】 小径の研磨工具2をレンズ1に対してX
軸方向に揺動させながら、研磨軌跡Aに沿ってY軸方向
に走査する。レンズ1の外周部では揺動する研磨工具2
が完全に光学有効範囲Bを抜けきれずに研磨除去形状が
高くなるため、予め研磨軌跡Aに基づいてレンズ1の外
周部の研磨除去形状の誤差を予測し、これを補正するた
めに、研磨工具2の滞留時間や研磨荷重、あるいは揺動
速度に重み付けを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ、ミラー等
の光学素子の表面に沿って小径の研磨工具を揺動させな
がら走査させることによって研磨を行なう研磨方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、レンズ、ミラー等の光学素子を研
磨加工するために、被加工物の大きさに比べて充分小さ
な研磨工具を用いて、これを揺動させながら被加工物の
被研磨面に沿って走査させることで全面を研磨する方法
が知られている。このような研磨方法においては、光学
素子の被研磨面の外周部を走査する研磨工具が、光学素
子の光学有効範囲の外へ完全に抜けきれないと、研磨工
具による研磨の除去量が不充分となり、完全に抜けきれ
た部分に比べて研磨除去形状が高くなる研磨特性悪化現
象が現れる。
【0003】そこで、光学素子の光学有効範囲全面で研
磨除去形状を設計形状にするため、光学有効範囲の外へ
研磨工具が完全に抜けきることができるよう、被加工物
の外周縁に被研磨面と同じ高さのダミーブランクを取り
付けて研磨を行なう方法が採用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、以下のような未解決の課題があった。
【0005】1.光学素子等の被加工物との間に段差や
隙間の無いようにダミーブランクを取り付けるのが難し
い。段差や隙間が生じると、研磨工具が被加工物とダミ
ーブランクをまたいだときに、研磨除去量の変動を生じ
て、形状精度を悪化させるおそれがある。
【0006】2.研磨前に、ダミーブランクを被加工
物、あるいは被加工物保持治具に接着等により固定する
必要がある。このように被加工物を固定する時に、被加
工物に変形を与えるおそれがあり、変形が生じると研磨
後の形状精度を悪化させる。
【0007】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、被加工物である光学
素子の光学有効範囲から研磨工具が抜けきることができ
ない場合でも、ダミーブランク等を用いることなく、光
学素子の光学有効範囲等全面を所望の形状精度に研磨す
ることのできる研磨方法を提供することを目的とするも
のである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の研磨方法は、被加工物に対して相対移動を
行なう研磨工具を、所定の研磨軌跡に沿って走査するこ
とで前記被加工物の被研磨面を研磨する工程を有し、前
記被研磨面の外周部における前記研磨工具の前記研磨軌
跡に基づいて研磨除去形状の誤差を予測し、該誤差を補
正するように前記研磨工具の滞留時間に重み付けするこ
とを特徴とする。
【0009】被加工物に対して相対移動を行なう研磨工
具を、所定の研磨軌跡に沿って走査することで前記被加
工物の被研磨面を研磨する工程を有し、前記被研磨面の
外周部における前記研磨工具の前記研磨軌跡に基づいて
研磨除去形状の誤差を予測し、該誤差を補正するように
前記研磨工具の研磨荷重に重み付けすることを特徴とす
る研磨方法でもよい。
【0010】被加工物に対して相対移動を行なう研磨工
具を、所定の研磨軌跡に沿って走査することで前記被加
工物の被研磨面を研磨する工程を有し、前記被研磨面の
外周部における前記研磨工具の前記研磨軌跡に基づいて
研磨除去形状の誤差を予測し、該誤差を補正するように
前記研磨工具の前記相対移動の速度に重み付けすること
を特徴とする研磨方法でもよい。
【0011】被加工物に対して相対移動を行なう研磨工
具を、所定の研磨軌跡に沿って走査することで前記被加
工物の被研磨面を研磨する工程を有し、前記被研磨面の
外周部における前記研磨工具の前記研磨軌跡に基づいて
研磨除去形状の誤差を予測し、該誤差を補正するように
前記研磨工具の前記相対移動の速度および研磨荷重に重
み付けすることを特徴とする研磨方法でもよい。
【0012】
【作用】被加工物の外周部を研磨するときの研磨工具の
研磨軌跡から、例えば光学素子の光学有効範囲を研磨工
具が抜けきれずに発生する研磨除去形状の誤差を予測
し、これを補正するように研磨工具の滞留時間に重み付
けする。すなわち、予測された誤差を補うように研磨工
具の走査速度を遅くして、光学有効範囲の外周縁の研磨
除去形状を中央部と同様に設計形状にする。
【0013】あるいは、予測された誤差を補うように、
研磨工具の研磨荷重や、研磨工具の被研磨面に対する揺
動速度等の相対移動の速度に重み付けしてもよい。
【0014】被加工物の外周縁にダミーブランクを必要
とせず、従ってダミーブランクによる研磨クセ(研磨除
去量の変動)やダミーブランクの固定に伴なう形状精度
の劣化等を生じることなく、被研磨面の外周部の研磨除
去形状が高くなるのを効果的に防ぐことができる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
【0016】図1は、一実施の形態における被加工物で
あるレンズ(光学素子)1の被研磨面を研磨工具が走査
する研磨軌跡Aを示す。図2に示すように走査方向(Y
軸方向)と直角すなわちX軸方向に定速で揺動による相
対移動を行なう研磨工具2は、図1の破線で示す光学有
効範囲Bを完全に抜けきるのが難しい。例えば、レンズ
1が、レンズ径φ100mm、光学有効範囲80φmm
のガラスレンズであり、研磨工具2として、研磨面がφ
10mmで、ポリウレタンシートやピッチ(アスファル
トピッチ)といった一般的にガラスの研磨に用いられる
研磨材料を研磨面に貼った研磨工具を用いて、走査方向
に直角なX軸方向に、±3mmの幅で揺動をする研磨工
具の場合は、研磨工具が持つ固有の単位時間当たりのX
軸方向の研磨除去形状が図2の曲線dで示す研磨特性と
なり、また、揺動のみを行ない走査させないと仮定した
場合のY軸方向においては同図の曲線eで示す研磨除去
形状となる。
【0017】このため、研磨工具2の外縁では、研磨工
具2が被研磨面に滞留する時間や、通過する面積の違い
から研磨除去量が少なくなり、研磨後の断面がV字型も
しくはU字型の断面形状となる。すなわち、研磨工具2
が光学有効範囲Bを抜けきることができない現象が生じ
る。
【0018】さらに詳しく説明すると、図3に示すよう
に、被加工物であるレンズ1の外周部、すなわち研磨工
具2が揺動中にレンズ1の被研磨面の光学有効範囲から
完全に抜けきらない部分fでは、研磨工具2が完全に抜
けきった部分で達成される目標形状よりも高くなる研磨
除去形状の誤差gが生じる。すなわち、加工形状の外周
部分に取り残し(目標形状よりも高い誤差)が生じる。
【0019】このような研磨特性の誤差gを研磨工具の
研磨軌跡に基づいて予測し、研磨工具が抜けきることの
できない部分f、例えば幅3mmの光学有効範囲の外周
部において、図4に示すように、研磨除去形状の誤差g
が残らないようにするための補正分を滞留時間ΔTとし
て、通常の研磨工具の滞留時間分布T0 に加える重み付
けをする。
【0020】このように重み付けを行なった滞留時間分
布Tで研磨することにより、研磨工具が完全に通過した
場合にできる研磨後の加工形状に近い形状精度を得るこ
とができる。
【0021】被加工物の外周部における研磨工具の滞留
時間に研磨除去形状の誤差を補正するための重み付けを
する替わりに、研磨条件を変化させてもよい。すなわ
ち、被加工物の外周部において研磨工具の研磨荷重また
は揺動速度すなわちレンズに対する相対移動の速度、あ
るいはその双方に重み付けを行なってもよい。
【0022】図5は、研磨荷重によって重み付けを行な
う場合を示すもので、レンズの外周部fにおける取り残
しによる誤差を予測し、これを補正するための研磨荷重
の補正分ΔKを、通常領域における研磨荷重K0 に加算
した研磨荷重分布Kで研磨する。例えば、前述と同様
に、レンズ径φ100mm、光学有効範囲がφ80mm
のガラスレンズを、研磨面がφ10mmのポリウレタン
である研磨工具をX軸方向に±3mmの幅で揺動させな
がらY軸方向に走査して研磨する場合に、レンズの外周
部fにおいて、研磨工具が完全に通過する通常領域での
研磨荷重設定値K 0 =100kPaに、誤差形状が残ら
ないようにする補正分の研磨荷重ΔKを加えた最大荷重
が50%増しの150kPaである研磨荷重分布Kで研
磨する。これによって、研磨工具が完全に通過した場合
の研磨後の加工形状に近い形状精度を得ることができ
る。
【0023】図6は、前述と同様に、レンズ径がφ10
0mm、光学有効範囲がφ80mmのガラスレンズを、
研磨面がφ10mmのポリウレタンである研磨工具によ
って走査方向に直角なX軸方向に、±3mmの揺動をし
ながら研磨を行なう場合に、外周部fにおける研磨除去
形状の誤差gを補正するために、研磨工具の揺動速度に
重み付けする場合を示す。すなわち、通常領域での研磨
工具の揺動速度設定値S0 =50mm/secに補正分
の揺動速度ΔSを加えた最大揺動速度が50%増しの7
5mm/secである揺動速度分布Sで研磨する。これ
によって、研磨工具が完全に通過した場合の研磨後の加
工形状に近い形状精度を得ることができる。
【0024】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。
【0025】レンズ等の光学素子の外周部にダミーブラ
ンクを取り付けることなく、研磨工具が光学素子の光学
有効範囲から完全に通過しきれなくても、光学有効範囲
の外縁部分に誤差形状が発生するのを回避できる。これ
によって、光学素子の光学有効範囲等全面にわたって所
定の形状精度を出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施の形態による研磨工具の走査パターンを
示す図である。
【図2】研磨工具の研磨除去形状を示す図である。
【図3】研磨工具とレンズの外周部での位置関係を示す
もので、(a)はレンズと研磨工具の位置関係を示す
図、(b)はその結果得られる加工形状の誤差を示すグ
ラフである。
【図4】研磨除去形状の誤差を補正する滞留時間分布を
示すグラフである。
【図5】研磨除去形状の誤差を補正する研磨荷重分布を
示すグラフである。
【図6】研磨除去形状の誤差を補正する揺動速度分布を
示すグラフである。
【符号の説明】
1 レンズ 2 研磨工具

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被加工物に対して相対移動を行なう研磨
    工具を、所定の研磨軌跡に沿って走査することで前記被
    加工物の被研磨面を研磨する工程を有し、前記被研磨面
    の外周部における前記研磨工具の前記研磨軌跡に基づい
    て研磨除去形状の誤差を予測し、該誤差を補正するよう
    に前記研磨工具の滞留時間に重み付けすることを特徴と
    する研磨方法。
  2. 【請求項2】 被加工物に対して相対移動を行なう研磨
    工具を、所定の研磨軌跡に沿って走査することで前記被
    加工物の被研磨面を研磨する工程を有し、前記被研磨面
    の外周部における前記研磨工具の前記研磨軌跡に基づい
    て研磨除去形状の誤差を予測し、該誤差を補正するよう
    に前記研磨工具の研磨荷重に重み付けすることを特徴と
    する研磨方法。
  3. 【請求項3】 被加工物に対して相対移動を行なう研磨
    工具を、所定の研磨軌跡に沿って走査することで前記被
    加工物の被研磨面を研磨する工程を有し、前記被研磨面
    の外周部における前記研磨工具の前記研磨軌跡に基づい
    て研磨除去形状の誤差を予測し、該誤差を補正するよう
    に前記研磨工具の前記相対移動の速度に重み付けするこ
    とを特徴とする研磨方法。
  4. 【請求項4】 被加工物に対して相対移動を行なう研磨
    工具を、所定の研磨軌跡に沿って走査することで前記被
    加工物の被研磨面を研磨する工程を有し、前記被研磨面
    の外周部における前記研磨工具の前記研磨軌跡に基づい
    て研磨除去形状の誤差を予測し、該誤差を補正するよう
    に前記研磨工具の前記相対移動の速度および研磨荷重に
    重み付けすることを特徴とする研磨方法。
JP2000262073A 2000-08-31 2000-08-31 研磨方法 Pending JP2002066888A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008264960A (ja) * 2007-04-23 2008-11-06 Olympus Corp 研磨方法、研磨装置
CN105479295A (zh) * 2015-12-09 2016-04-13 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 可均化误差的抛光路径的生成方法
CN109676469A (zh) * 2019-01-30 2019-04-26 成都精密光学工程研究中心 一种光学元件抛光工具及抛光方法

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